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id/W~gm/id特征曲线在cadence中的绘制方法

2015-07-25 07:33 EETOP

作者: EETOP 会员 suyantxt

通过EE214等资料的学习,我们都会觉得gm/id设计方法十分方便直观有效率,但是对于众多使用Cadence作为设计工具的初学者们,Id/w~gm/IdfT~gm/Id这些设计需要查用的特征曲线怎样得到确实一头雾水。本人也是刚刚涉及模拟IC的设计,对于Cadence的 使用也是相当不咋地,但是该设计方法确实诱人,所以找了一些资料,学习了这些曲线的绘制方法,写出来和大家分享,热烈欢迎批评指正,另外,本文的前半部分主要是对一文献的翻译(参考文献排名第一是也),后半部分为原创。废话略多(在实验室没法好好说话憋的………),下面就开始啦。

这里,采用TSMC0.13um工艺,首先搭建一个用来仿真的原理图。


仿真的管子标识为M0,其中VgsVds的值用两个直流电压源设置为VgsVds(像图上一样直接敲上就可以啦),另外,最好给栅和漏接出的两条导线打上VgsVdsLable。然后,check and save

然后打开Analog Design Environment,常规的添加工艺库啥的就不说啦,下面设置一下仿真的扫描参数。


点击ADEVariables-Copy From Cellview,然后到原理图中点击一下M0,就能在ADEDesignVariables一栏中看见VgsVds


分别双击VgsVds设置它们的值,如图中所示,给Vgs一个初始值,使管子工作在饱和区,这里取600mVVds的值设置为Vgs就可以了。

设置好后,跑一下直流仿真。


点击ADEResult-Annotate-DC Operating Point,可以在原理图中观察MOS管的直流工作点,以验证是否工作在饱和区。第一步就完成了。



接着,点击ADE右侧如上图所示的按钮,set outputs


添加输出参数gm/Id。填好name,然后点击open按钮,弹出calculator的窗口,


点击Tools-Browser


弹出Browser窗口,双击M0


在窗口右侧出现与M0相关的各种参数,找到gm,右击


点击Calculator,可以看见在Calculator窗口中出现了gm的表达式


点击窗口小键盘中的除号,如果点不上不要紧哈,点击窗口中的option,将Set RPN前的勾勾去掉(RPN为逆波兰表达式,不方便我们在这里使用,有兴趣百度之~),然后按同样的方法获得Id的表达式,这样就得到了gm/Id的整体表达式


回到set outputs的窗口,


点击Get Expression按钮,那在Expression那一栏就有表达式啦,点OK就好了。

相同的方式,设置输出Id/w的表达式,其中w参数在browserelement-info分类中。


现在输出结果的表达式就都设置好啦~

我们可以开始参数分析仿真啦。为了后面步骤的方面,我们再ADE中,点击Setion-Option


将软件的波形工具设置成AWD(后面会说明原因)


点击Tools-Parametric Analysis


像图中一样设置,扫描范围和步数可以根据自己的情况调节啦。


点击Analysis-Start,就开始扫描啦。扫描结束后就出图啦。


图上分别是gm/Id~VgsId/w(uA/um)~Vgs的波形图,因为我们是以Vgs为参数扫描哒。


点击Axes-X Axis


像图中一样设置,即以gm/IdX轴,点击OK

终于得到我们梦寐以求的图形啦,当当当当~~(呃,貌似夸张了点)。


之所以采用AWD作波形输出,就是为了改变X轴的方便,有资料说用Wavescan也是可以的,但是我木有试出来。大家试出来了可要告诉我哦,毕竟Wavescan画出的图要好看一些。

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gm01 -gm/ID仿真文件和Matlab代码


 
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