Mosfet Models for Spice Simulation, Including BSIM3v3 and BSIM4

Liu, William

doi:10.1109/9780470547182

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“…Um den Anforderungen bei der Simulation immer kleiner werdender Strukturen gerecht zu werden, ist eine quantenmechanische Betrachtung in der Modellierung von Halbleiterbauelementen unumgänglich geworden. Im Falle der Tunnelströme gibt es schon eine Reihe alternativer Umsetzungen, die bereits diese zusätzlichen Effekte dem klassischen Drift-Diffusionsmodell hinzuzufügen (Densitiy-Gradient (Liu, 2001) oder das aktuelle BSIMv4 MOS-Modell (Anconda, 1987)). Der von uns präsentierte Ansatz unterscheidet sich von anderen dadurch, dass wir durch das Berechnen der Transportvorgänge mit dem NEGFFormalismus physikalisch genauer als z.B.…”

Section: Zusammenfassungunclassified

Das Verhalten nanostrukturierter Schaltungen unter der Berücksichtigung von Quanteneffekten

et al. 2006

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Zusammenfassung. Aufgrund der Bedeutung der MOSTechnologie für die Halbleiterindustrie und deren fortschreitende Miniaturisierung ist es wichtig sicherzustellen, dass die klassischen Schaltungskonzepte für stark skalierte Bauelemente nicht ihre Gültigkeit verlieren. Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es ein Simulatorpaket zu entwickeln, welches von einer physikalischen Sicht heraus quantenmechanische Einflüsse in integrierten Schaltungen ermittelt und Konsequenzen für zukünftiges Schaltungsdesign prognostiziert. Zur Berechnung und Modellierung der Quanteneffekte wird ein auf dem "non equilibrium Green's functions" (NEGF) Formalismus basierender numerischer 1-dimensionaler Simulator entwickelt. Auf der Basis von numerischen Transportsimulationen werden Ersatzschaltbilder für die SPICE Simulationsumgebung erstellt, um den Einfluss der Quanteneffekte in die Schaltungssimulation einzubinden.Abstract. In this paper we discuss the expected impact of quantum effects in nanostructured CMOS circuits. In order to describe transport in mesoscopic electronic systems our group develops a 1-d numerical simulation packet based on the "non equilibrium Green's functions" (NEGF) formalism. By means of the obtained simulation results we develop extended SPICE circuit models. With these SPICE models the influence of quantum effects to the functionality of classical circuit concepts can be studied. Using these results it is our intention to develop circuits with a higher robustness against these quantum effects. For the illustration of our simulation concept we discuss some results of some circuit examples.

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Section: Zusammenfassungunclassified

Das Verhalten nanostrukturierter Schaltungen unter der Berücksichtigung von Quanteneffekten

et al. 2006

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“…7). This is due to the BSIM model not compensating for the self-heating of the device during measurement under high power conditions [4]. From the voltage and current waves dynamic load lines can be produced.…”

Section: Model Verificationmentioning

confidence: 99%

Sub-Micron CMOS Characterisation for Single Chip Wireless Applications

Toner¹,

Fusco²,

Alam³

et al. 2001

31st European Microwave Conference, 2001

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“…Typically, the intrinsic capacitances of an MOSFET depend on not only bias point but also its gate area and oxide capacitance [17]. Thus total gate-source and gatebody capacitances including overlap capacitances can be simply modeled as The expressions for the junction capacitances of source and drain are not posynomial because of having posynomial denominator [2].…”

Section: Adaptive Modeling Of Transistor Parametersmentioning

confidence: 99%

“…A simplified high-frequency small-signal model shown in Fig. 2 can be used in signal analysis of op amp circuits [17]. Here complex transconductance is given by where is complex frequency and transcapacitance is .…”

Section: High-frequency Small-signal Modelmentioning

confidence: 99%

Design of CMOS Op Amps Using Adaptive Modeling of Transistor Parameters

Yu¹

2012

JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science

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Abstract-A design paradigm using sequential geometric programming is presented to accurately design CMOS op amps with BSIM3. It is based on new adaptive modeling of transistor parameters through the operating point simulation. This has low modeling cost as well as great simplicity and high accuracy. The short-channel dc, high-frequency small-signal, and short-channel noise models are used to characterize the physical behavior of submicron devices. For low-power and low-voltage design, this paradigm is extended to op amps operating in the subthreshold region. Since the biasing and modeling errors are less than 0.25%, the characteristics of the op amps well match simulation results. In addition, small dependency of design results on initial values indicates that a designed op amp may be close to the global optimum. Finally, the design paradigm is illustrated by optimizing CMOS op amps with accurate transfer function.Index Terms-CMOS op amp design, subthreshold region design, sequential geometric programming, adaptive transistor parameter modeling, shortchannel weak inversion noise model

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Mosfet Models for Spice Simulation, Including BSIM3v3 and BSIM4

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