MOS管短沟道效应及其行为建模

　　N沟道MOS管模型如图1 所示[ 6, 7 ] , VHDL2AMS既可以针对其结构进行结构描述,也可以对其进行行为描述,即通过一些数学表达式或传递函数来描述对象的行为。下面用VHDL2AMS构建短沟道MOS管行为。

　　短沟道MOS管行为模型中,库和程序包的调用以及接口参数定义如下:

　　在ieee库中,程序包electrical_ systems中定义了电子系统中电压、电流、电源地等基本电路变量,程序包fundamental_constants中定义了电子电荷、波耳兹曼等一些基本常数,math_real程序包则定义了各种数学运算符等。VHDL2AMS在接口定义中列出了MOS管模型中的有关参数,可以方便地进行设置和修改。由于MOS管的VHDL2AMS模型占有较大篇幅,以下仅给出短沟道MOS管VHDL2AMS模型中与前面内容相关的关键程序语句。

　　以上程序中, k为增益因子

　　k = kpW /Lk_uds = = 1. 0 / (1. 0 + uds/ ( Ec3 L) ) 对应于前述K (UDS )项; k_udssat = = 1. 0 / (1. 0 + ( ugs2u th ) /(Ec3 L) ) 对应于前述K (UGS - UT )项。可以看出,在截止区,漏极电流几乎为零,在线性区和饱和区,漏极电流表达式分别包含k _uds和k_udssat因子,反映了

　　短沟道效应。此外漏极电流表达式还包含( 1. 0 +lambda3 uds)项,其中lambda为沟道长度调制系数,反映漏极电压对沟道长度的影响。