IntroductiontoMicroelectronicsThirdEdition《微電子概論》（第3版）郝躍賈新章史江一目錄1.MOSFET器件特點2.6.6MOSFET模型2.MOSFET符號4.MOSFET模型與模型參數(shù)3.四種MOSFET特性對比4.MOSFET模型與模型參數(shù)

(1)MOSFET模型類型早期MOSFET等效電路模型為物理模型，即基于器件結構以及工作原理構造等效電路。電路模擬仿真軟件SPICE最初采用的Level-1模型就是典型的物理模型。Level-1模型適用于長溝道MOSFET。隨著器件尺寸不斷減小，為了考慮二階效應的影響，基于對Level-1級模型的修正，推出Level-2級模型，仍然是一種物理模型。

(a)物理模型MOSFET發(fā)展到亞微米工藝節(jié)點，繼續(xù)采用對器件物理模型進行補充修改的方式以不能滿足小尺寸器件的模擬仿真精度要求。1984年提出的BSIM（BerkeleyShort-channelIGFETModel）模型是一種只針對器件端特性等效而建立的描述器件端特性關系的等效電路，等效電路內部構成與器件內部結構不存在對應關系。這類模型稱為行為級模型。伴隨工藝技術的發(fā)展，BSIM也不斷得到修改補充，目前推出的BSIM最新版可滿足5納米工藝節(jié)點的器件模擬仿真精度要求。4.MOSFET模型與模型參數(shù)

(b)行為級模型

(1)MOSFET模型類型(2)MOSFET物理模型

代表物理模型的等效電路與MOSFET器件結構之間存在明顯的對應關系。4.MOSFET模型與模型參數(shù)

(a)物理模型等效電路

①等效電路中IDS代表流過漏源之間的電流。

RDS代表飽和區(qū)中溝道調制效應的影響4.MOSFET模型與模型參數(shù)(2)MOSFET物理模型

(b)對等效電路的解讀

②RG、RD、RS和RB分別對應柵極、漏極、源極和襯底的串聯(lián)電阻。電流表達式中VGS和VDS應分別采用G′和S′之間，以及D′和S′之間的電壓VG′S′和VD′S′4.MOSFET模型與模型參數(shù)(2)MOSFET物理模型

(b)對等效電路的解讀

③Cgd、Cgs和Cgb分別是柵極與漏極、源極，以及襯底之間的氧化層電容。4.MOSFET模型與模型參數(shù)(2)MOSFET物理模型

(b)對等效電路的解讀

④Cbd和Cbs分別是襯底—漏結以及襯底—源結勢壘電容。4.MOSFET模型與模型參數(shù)(2)MOSFET物理模型

(b)對等效電路的解讀

⑤IBD和IBS分別為流過襯底—漏結以及襯底—源結的pn結電流。4.MOSFET模型與模型參數(shù)(2)MOSFET物理模型

(b)對等效電路的解讀模型參數(shù)是確定物理模型等效電路中各個元件值的參數(shù)值。下頁表為“基本”模型參數(shù)值。新增模型參數(shù)的含義可以查看軟件提供的用戶手冊。實際Spice軟件中采用的MOS模型參數(shù)超過100個。4.MOSFET模型與模型參數(shù)(3)基本模型參數(shù)MOSFET基本模型參數(shù)

1984年推出的BSIM（BerkeleyShort-channelIGFETModel）模型是一種描述器件端特性關系的行為級模型。

隨著溝道尺寸的不斷減小，為了考慮新出現(xiàn)的二階效應，BSIM模型不斷更新。

1997，BSIM3v3被CompactModelCouncil(CMC)推選為世界上第一個用于IC模擬的standardtransistormodel。

BSIM3v3在0.5μm、0.35μm、0.25μm、0.18μm,和0.15μm節(jié)點中均得到成功應用。

2000年發(fā)布的BSIM4模型成功用于0.13μm、90nm、65nm、45/40nm、32/