郭杰荣,李长生,刘长青



基于0.18 µm CMOS的电流模单元最优化设计

郭杰荣,李长生,刘长青

(湖南文理学院 物理与电子科学学院, 湖南 常德, 415000)

采用HSPICE对基于0.18 µm工艺电流模单元进行了最优化分析. 以S2I存储单元为例, 进行了电路性能、参数扫描及蒙特卡洛分析, 对基准电源CMOS模型参数设定进行了最优化处理. 结果证明了该方法的有效性及电路可靠性.

电流模; 最优化; 蒙特卡罗

随着0.13～0.18 µm工艺的成熟, 第三代(Level 49) CMOS模型在设计仿真中的应用越来越广泛. 此类模型主要以缩减的物理性参数为主, 实验性参数为辅, 仿真模拟时具有更高的效率及收敛性[1]. 目前在处理该类模型的软件方面, HSPICE相对于其他电子电路仿真软件具有较强的优势, 主要体现在模型识别和仿真精度方面. HSPICE有着众多的模型, 以MOS管为例, HSPICE拥有从1到58级的MOS管模型, 而一般软件只能处理到第3级模型. 在CMOS模拟电路仿真时, 选用Level = 49的模型会比level = 3的模型更接近于实际电路[2]. 一般说来, 只要厂家给的SPICE模型是正确的, 用HSPICE仿真出来的结果与实验结果是符合得较好的. 另一方面, HSPICE可以直接对多种软件生成的网表进行仿真, 如Caelenee软件包的composer和Analog Ar- tist, Design Arelliroer以及WorkView都可以直接生成网表为HSPICE所用, 而不需要再进行一些非控制性的修改, 因而在网表的接口方面兼容性较强. 本文采用HSPICE对采用0.18 µm CMOS工艺的电流模单元进行性能分析与优化设计.

1 工艺模型及软件平台简介

1.1 0.18 µm CMOS 工艺模型

第三代(Level 49)CMOS模型以BSIM3、MOS MODEL 9 为代表, 是1995年由加州柏克莱分校推出的基于深亚微米MOSFET模型, 包含……