MOSFET 的 C-V 曲线仿真方法


在电路设计中,常见到利用 MOS 电容做去耦电容(也有利用来做miller补偿的电容),因此对 mosfet 的 c-v 特性曲线有必要进行确认。

关于具体的 c-v 曲线的仿真方法,首先可以从电容的定义(或者说特性)来确定测试方法,这也是 ee240 里面提到的仿真方法。

下图是实现 MOSFET C-V 曲线的仿真的具体电路(图中加上的电容 C1 仅为方便比较)
mosfet c-v曲线仿真电路

在输入节点加入一个电压,做 AC 分析,同时扫描其 DC 值,考虑电容特性:ac 下 i/v=2*pi*f*C;如果令交流电压 v ac=1,选择频率 2*pi*f=1,这时得到的交流电流大小就是电容值,相应的 smart-spice 脚本如下:

vin in 0 ac 1
.ac DEC 10 '0.05/3.14159265' '0.5/3.14159265' sweep vin -2.5 2.5 0.05
.measure ac i_nmos find i(V1) at '0.5/3.14159265'
.measure ac i_cap find i(V3) at '0.5/3.14159265'

注:AC 分析似乎没法对单独的频率点进行分析,所以上面还是对一段频率扫描,最后只取了我们所要的频率点的结果


这样得到的 C-V 曲线如下:
MOSFET C-V曲线

在 hspice 文档里面提到了的另外的一种方法, 就是直接对上图的 vin 做 dc 扫描, 利用 option dccap 使 spice 在 DC 分析时计算栅节点的所有电容, 得到的结果与上面 ac 分析的方法也是一致的, 其具体的 samrt-spice 脚本如下:

.option dccap
.dc vin -2.5 2.5 0.05
.probe @M1[cgtot]


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MOSFET 的 C-V 曲线仿真方法》上有6条评论

  1. tom_shan

    第一个方法试的时候发现测出来偏大,后来发现把实部也算进去了。
    这里分享一下经验教训,.measure ac i_nmos find ii(V1) at ‘0.5/3.14159265’

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  2. wangjian

    你好 我想做铁电电容模型的C-V测试 初接触Hspice 不知道如何写出网表 求教

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