MOS管短溝道效應及其行為建模

　　N溝道MOS管模型如圖1 所示[ 6, 7 ] , VHDL2AMS既可以針對其結構進行結構描述,也可以對其進行行為描述,即通過一些數學表達式或傳遞函數來描述對象的行為。下面用VHDL2AMS構建短溝道MOS管行為。

　　短溝道MOS管行為模型中,庫和程序包的調用以及接口參數定義如下:

　　在ieee庫中,程序包electrical_ systems中定義了電子系統中電壓、電流、電源地等基本電路變量,程序包fundamental_constants中定義了電子電荷、波耳茲曼等一些基本常數,math_real程序包則定義了各種數學運算符等。VHDL2AMS在接口定義中列出了MOS管模型中的有關參數,可以方便地進行設置和修改。由于MOS管的VHDL2AMS模型占有較大篇幅,以下僅給出短溝道MOS管VHDL2AMS模型中與前面內容相關的關鍵程序語句。

　　以上程序中, k為增益因子

　　k = kpW /Lk_uds = = 1. 0 / (1. 0 + uds/ ( Ec3 L) ) 對應于前述K (UDS )項; k_udssat = = 1. 0 / (1. 0 + ( ugs2u th ) /(Ec3 L) ) 對應于前述K (UGS - UT )項。可以看出,在截止區,漏極電流幾乎為零,在線性區和飽和區,漏極電流表達式分別包含k _uds和k_udssat因子,反映了

　　短溝道效應。此外漏極電流表達式還包含( 1. 0 +lambda3 uds)項,其中lambda為溝道長度調制系數,反映漏極電壓對溝道長度的影響。