本文關(guān)鍵詞： 45nm MOSFET 晶體管建模 噪聲參數(shù)　出處：《西南科技大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：用于低功耗、混合信號及高頻領(lǐng)域的CMOS技術(shù)的縮比進展,表明其最佳的高頻性能已從低中反區(qū)轉(zhuǎn)移至弱反區(qū)。小信號等效電路模型和參數(shù)提取技術(shù)是射頻與毫米波電路設(shè)計的先決條件,是理解納米級金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)物理機制和建立非線性等效電路模型的基礎(chǔ)。雖然很多努力已投入表征和建模射頻MOS晶體管,但是大多數(shù)文獻過多集中關(guān)注于強反區(qū)的高性能和等效電路的建模,或者側(cè)重于更成熟的工藝,而現(xiàn)有技術(shù)或建模部分不符合標準緊湊型MOSFET,這些模型可以在每個工作區(qū)中準確地描述晶體管特性,但不能保證模型在從一個工作區(qū)到另一個工作區(qū)的連續(xù)性。本文重點研究了納米MOSFET在毫米波頻段的小信號等效電路模型與參數(shù)提取技術(shù)。建模技術(shù)包括小信號等效電路模型,基于MOSFET的器件物理結(jié)構(gòu),建立了基于準靜態(tài)近似的毫米波小信號等效電路模型;參數(shù)提取技術(shù)包括寄生參數(shù)和本征參數(shù)以及襯底效應(yīng),使用簡化條件對等效電路進行簡化,據(jù)此建立導納參數(shù)的簡化數(shù)學模型,并給出了所建立等效電路參數(shù)元件值的提取算法及流程。本文通過基于ADS電路仿真軟件對所建立的45nm器件的等效電路進行1-50GHz的S參數(shù)仿真,并進一步開展了器件四噪聲參數(shù)的仿真分析,仿真結(jié)果與測量數(shù)據(jù)的一致性對比,驗證了本文所建模型及其參數(shù)提取算法的準確性和實用性。驗證結(jié)果還表明所提出的建模方法從強反區(qū)到弱反區(qū)都具有較高的精度。
[Abstract]:Development of CMOS technology for low power consumption, mixed signals and high frequency fields. It is shown that the optimal high frequency performance has been transferred from low to middle inversion to weak inversion. The small signal equivalent circuit model and parameter extraction technology are prerequisites for the design of RF and millimeter wave circuits. It is understood that nanoscale metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs). Physical mechanisms and the basis for establishing nonlinear equivalent circuit models. Although much effort has been made to characterize and model RF MOS transistors. But most of the literatures focus too much on the modeling of high performance and equivalent circuits in the strong reaction zone, or on more mature processes, while the existing techniques or modeling parts do not conform to the standard compact MOSFET. These models can accurately describe transistor characteristics in each workspace. However, the continuity of the model from one working area to another can not be guaranteed. In this paper, the small signal equivalent circuit model and parameter extraction technology of nanometer MOSFET in millimeter wave band are studied. Including small signal equivalent circuit model. Based on the physical structure of MOSFET, the equivalent circuit model of millimeter-wave small signal based on quasi-static approximation is established. Parameter extraction techniques include parasitic parameters, intrinsic parameters and substrate effects. Simplified conditions are used to simplify equivalent circuits, and a simplified mathematical model of admittance parameters is established. The extraction algorithm and flow chart of the parameter component value of the established equivalent circuit are also given. In this paper, the equivalent circuit of the 45nm device is simulated by the ADS circuit simulation software with 1-50GHz S parameters. Really. Furthermore, the simulation analysis of the four-noise parameters of the device is carried out, and the consistency between the simulation results and the measured data is compared. The veracity and practicability of the proposed model and its parameter extraction algorithm are verified. The results also show that the proposed modeling method has high accuracy from strong to weak inverse regions.
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN386

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本文編號：1478820