MOS管失調(diào)電壓分析

1、蒙特卡洛（MC）仿真轉(zhuǎn)載標(biāo)簽：分類：IC設(shè)計(jì)雜談關(guān)于spectre下蒙特卡洛（MC）仿真的資料有一些，但大都側(cè)重講如何在ade里設(shè)置，前提是foundry提供MC的相關(guān)模型。據(jù)我所知，t是有的，下面的一些信息還是從t的模型中分析知道的。但是也有些foundry沒有，或者即使有，也沒有具體講自己的模型如何使用。所以這里準(zhǔn)備從模型的角度講解這個(gè)問題。理解了模型，也就可以自己編寫或者看懂foundry的模型文件了。我們自己先猜測(cè)一下MC仿真的過程。從文檔上看，MC分為process和mismatch兩種，spectreuser的文檔具體給了一個(gè)示意流程圖。在每次MC分析時(shí)，（如果選擇process）

2、先根據(jù)process相關(guān)信息，將每個(gè)器件的參數(shù)統(tǒng)一改變，（如果選擇mismatch）再將每個(gè)器件的參數(shù)單獨(dú)改變。所以在模型中，就需要提供相關(guān)的內(nèi)容：器件的哪些參數(shù)要變，如何變。正常的仿真，器件參數(shù)也會(huì)變，只不過那時(shí)是調(diào)用不同的corner。因此哪些參數(shù)要變，完全可以仿照corner仿真時(shí)各個(gè)section的寫法。具體的說，就是在每個(gè)模型里都有一些參數(shù)，parameter，這其實(shí)是變量。在每個(gè)corner里都給這些parameter賦值。MC時(shí)也是這樣，需要在模型里有參數(shù)，在最前面有參數(shù)賦值。只是這里的參數(shù)賦值有專門的語句：statisticso具體語法可以參考手冊(cè)。在statistics里分了

3、process和mismatch兩種情況，然后在每種情況下可以用專門語句描述變量的分布情況。這就回答了前面所說的器件哪些參數(shù)要變和如何變的兩個(gè)問題。當(dāng)運(yùn)行MC時(shí)，spectre會(huì)自動(dòng)根據(jù)statistics里的描述，產(chǎn)生相應(yīng)的模型變化。而當(dāng)正常的仿真時(shí),spectre會(huì)去別的parameter賦值部分尋找變量值，所以互相可以不沖突。但是上面描述的只是基本用法。在許多mismatch模型中，變化量的參數(shù)是和器件的w，l相關(guān)的。如何把這兩者關(guān)系描述出來，上面的方法就不適合了，因?yàn)閣和1并不能傳遞到statistics中去。spectre對(duì)此的解決方法是引入了inlinesubckt?？梢詤⒖約pe

4、ctreusr中對(duì)這個(gè)的描述，基本就是為了解決上述問題而提出的。在inlinesubckt中，w和1可以作為參數(shù)傳到下一層中，在此同時(shí)，模型參數(shù)也被向下傳遞，因此可以在中間定義模型參數(shù)與w,l的關(guān)系，這時(shí)各個(gè)參數(shù)是可以相互看到的。這也就是為什么MC分析時(shí)，管子的模型一般都要換掉。因此在最后，出現(xiàn)的情況就比較多了，電路中的模型可以用普通模型，也可以用MC模型，分析可以用普通仿真，也可以用MC分析。有人的blog里就總結(jié)了tsmc中幾種排列組合能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。我想只要了解了底層機(jī)制，記憶這些就容易多了，而且即使工藝廠下次改變了模型寫法，也能很快知道如何使用模型。最后，說一個(gè)問題。當(dāng)器件存在m參數(shù)時(shí)，

5、按照m參數(shù)的傳統(tǒng)意義，等于是完全相同的器件并聯(lián)，因此MC分析似乎也是這個(gè)思路。但實(shí)際中理論上各個(gè)器件應(yīng)該是有差別的。所以如果m大，理論上應(yīng)該是失配減小，但仿真結(jié)果卻是不變。我不知道是哪里還可以繼續(xù)改進(jìn)對(duì)m的處理，使其更加合理。根據(jù)Sensan的精粹上的第15章，MOS的隨機(jī)失配中閾值電壓失配的計(jì)算Avt是MOS管的閾值失配的平均值(或期望)，sigma是失配的標(biāo)準(zhǔn)差A(yù)vt=tox*(Nb)人(1/4)，反正就是和工藝相關(guān)，toxaL/50，所以工藝尺寸越大的，閾值的失配均值A(chǔ)vt越大，使用更小線寬的工藝可以減小Avt，但是0.13um以下工藝，Avt基本穩(wěn)定在3mV左右。sigma=Avt/s

6、qrt(W*L),sigma描述的是Avt的波動(dòng)型，sigma越大說明各個(gè)管子閾值偏差離散型較高，也就是匹配不好問題是，在考慮MOS管的閾值失配時(shí)，這個(gè)失配說的是Avt還是sigma?，比如說，只考慮一個(gè)運(yùn)放的差分對(duì)管的閾值失配，要使得差分輸入對(duì)的輸入失調(diào)電壓Vin,offset小于1mV,是不是說的是sigmav1mV?在一個(gè)0.18um工藝中給出的mismatch特性中,Avt=5.0my要使得sigmavImV,就是要使得W*L25um2？如果L=1um，就是說要W25um?如果L=0.5um，W要大于50um?2二：IsalmismatchVbs0versusHSPICEsimulal

7、ionresultfor3.3VthickOxideiNMOS;SymbolsPfleaswenientUn卿Simulation如果要sigmav0.1mV那么照此類推，W*L50人2um2?如果L=1um那么要W2500um？那如果失配只和sigma相關(guān)，那么Avt的意義何在？更小的Avt可以使得更小的W*L就可以滿足失調(diào)的要求？嗯，可能我表述的有問題吧。Avt=tox*(摻雜濃度Nb)八(1/4),toxL/50，所以只和工藝相關(guān)，選定工藝Avt也會(huì)相應(yīng)給出這個(gè)確實(shí)是這樣的，比如013um工藝Avt=3mVo我想問的是單單考慮輸入管的閾值失配，(beta失配指的是跨導(dǎo)失配)，這個(gè)失配就是

8、指的sigma吧？比如單單考慮輸入管的閾值失配，那輸入管的失配就是simga(VT)=Avt/sqrt(W*L)吧？回復(fù)1#lishiliang先把單位搞清楚。Avt=amV.um,Vt=bmV你的差分對(duì)每個(gè)管子閾值分別為VtO=Vtz+delta_VtO,Vt1=Vtz+delta_Vt1。比如分別為0.51V=0.5V+0.01V,0.53V=0.5V+0.03V.你是不可能得到完全一樣的Vt0和Vt1的，這是絕對(duì)值。但是我們可以通過增加面積來使兩者足夠接近，比如說都趨近于0.5V,當(dāng)然那批工藝也可能是趨近于0.51V,這都是絕對(duì)值。根據(jù)前人大牛們的數(shù)學(xué)推倒及測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證，一批次的工藝，有這樣的關(guān)系，sigma(VtO-Vt1)=sigma(delta_Vt)=Avt/sqrt(WL)。Avt就是做出來的一個(gè)擬合系數(shù)而已，不同工藝，不同值。這里的sigma是標(biāo)準(zhǔn)差，就是說測(cè)了一堆Vt的值，發(fā)現(xiàn)Vt值得波動(dòng)，在兩兩差值上存在這么一個(gè)統(tǒng)計(jì)的關(guān)系。此時(shí)的sigma單位也為mV。所以說，誰要是說讓你做一個(gè)兩個(gè)閾值絕對(duì)值都是0.5V的匹配，你讓他哪涼快哪玩去。你只能保證說，我可以把兩個(gè)管子的閾值的絕對(duì)值都做到趨向于0.5