(часть 1)
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Математическое моделирование ППП и элементов ИМС с использованием компактных моделей (часть 1) презентация
Содержание
- 1. Математическое моделирование ППП и элементов ИМС с использованием компактных моделей (часть 1)
- 2. Компактная модель Основное требование к компактным
- 3. Компактная модель Компактные модели используются в
- 4. Компактная модель Открытые модели имеют общедоступные
- 5. Диод на основе p-n перехода RS
- 6. Диод на основе p-n перехода Уравнение Пуассона:
- 7. Диод Ограничение модели: в случае если
- 8. Диод на основе p-n перехода Емкость
- 9. Диод на основе p-n перехода Эквивалентная
- 10. Диод на основе p-n перехода Berkeley
- 11. Диод на основе p-n перехода Berkeley
- 12. Диод на основе p-n перехода Berkeley SPICE модель диода Температурные эффекты
- 13. Диод на основе p-n перехода Berkeley
- 14. Диод Шоттки Ci – входная емкость; Co
- 15. P-I-N Диод
- 16. P-I-N Диод Повысить ток при заданном напряжении – используется параллельный диод
- 17. P-I-N Диод Повысить напряжение при заданном токе – используется последовательный диод
- 18. P-I-N Диод DLOW – область рекомбинации
- 19. Модели транзисторов
- 20. Биполярный транзистор Модели биполярного транзистора 1954 г.
- 21. Биполярный транзистор Модель Эберса-Молла «Транспортная» модель «Инжекционная» модель
- 22. Биполярный транзистор Модель Эберса-Молла Токи инжекции: IЭ,0
- 23. Биполярный транзистор Модель Эберса-Молла Модель с учетом
- 24. Биполярный транзистор Модель Гуммеля-Пуна Особенности
- 25. Биполярный транзистор Модель Гуммеля-Пуна Модель для анализа
- 26. Биполярный транзистор Ток базы: Прямой диффузионный ток
- 27. Биполярный транзистор Ток коллектора:
- 28. Биполярный транзистор Нормированный заряд в базе Эффект
- 29. Биполярный транзистор Ток коллектора:
- 30. Биполярный транзистор Емкость перехода коллектор-база Емкость перехода эмиттер-база
- 31. Биполярный транзистор Время пролета носителей заряда:
- 32. Биполярный транзистор Сопротивление базы:
- 33. Биполярный транзистор Модель VBIC Особенности модели:
- 34. Биполярный транзистор Модель MEXTRAM Особенности модели:
- 35. Биполярный транзистор Модель HICUM Особенности модели:
- 36. Биполярный транзистор
Компактная модель Основное требование к компактным моделям – простота вычислений. Отличие от физико-технологических моделей: упрощенный анализ процессов, протекающих в полупроводниковых приборах (ППП) и элементах ИМС; возможность
Слайд 2Компактная модель
Основное требование к компактным моделям – простота вычислений.
Отличие от
физико-технологических моделей:
упрощенный анализ процессов, протекающих в полупроводниковых приборах (ППП) и элементах ИМС;
возможность более гибкого управления при исследовании конструкций ППП с помощью управления параметрами отдельных элементов;
описываются с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений;
возможность построения моделей без точного знания конструкции, структуры, топологии ППП.
упрощенный анализ процессов, протекающих в полупроводниковых приборах (ППП) и элементах ИМС;
возможность более гибкого управления при исследовании конструкций ППП с помощью управления параметрами отдельных элементов;
описываются с помощью системы обыкновенных дифференциальных уравнений;
возможность построения моделей без точного знания конструкции, структуры, топологии ППП.
Модели компонентов, применяемые в системах схемотехнического проектирования, обычно называют компактными моделями. Также часто встречаемое название SPICE-модели.
Слайд 3Компактная модель
Компактные модели используются в составе систем схемотехнического моделирования для
решения следующих задач:
исследование функционирования разрабатываемых изделий (ИМС, комплексированных изделий и т.д.);
анализ чувствительности разрабатываемых изделий к изменению параметров элементов, прогнозирования характеристик при изменении техпроцесса и размеров элементов;
верификации проекта с учетом паразитных элементов (емкостей, резисторов, индуктивностей).
исследование функционирования разрабатываемых изделий (ИМС, комплексированных изделий и т.д.);
анализ чувствительности разрабатываемых изделий к изменению параметров элементов, прогнозирования характеристик при изменении техпроцесса и размеров элементов;
верификации проекта с учетом паразитных элементов (емкостей, резисторов, индуктивностей).
Слайд 4Компактная модель
Открытые модели имеют общедоступные уравнения. Каждый может их модифицировать,
указав при этом отличие от оригинала.
(модели Level 1–3,
все версии модели BSIM)
(модели Level 1–3,
все версии модели BSIM)
Закрытые
Частные
Открытые
Уравнения закрытых моделей известны только собственнику модели.
Уравнения частных моделей доступны всем, но контролируются собственником
(модель HSPICE Level 28).
SPICE 1 – 1973 г.
SPICE 2 – 1975 г.
SPICE 3 – 1989 г.
SPICE - Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis
Программа – симулятор:
Слайд 5Диод на основе p-n перехода
RS – последовательное сопротивление;
CS – барьерная
емкость;
CD – диффузионная емкость.
CD – диффузионная емкость.
IS – ток насыщения;
N – коэффициент эмиссии;
vt – тепловой потенциал.
Слайд 6Диод на основе p-n перехода
Уравнение Пуассона:
Уравнения непрерывности носителей заряда:
Дрейф-диффузионная модель:
Модель подвижности:
Модель
генерации-рекомбинации:
Слайд 7Диод
Ограничение модели: в случае если диоды показывают рекомбинационные эффекты при
малых напряжениях смещения, то данный эффект моделируется с помощью добавления в подсхему второго диода, первый будет описывать эффекты для высоких напряжений смещения, второй – для малых.
Слайд 8Диод на основе p-n перехода
Емкость диода
CJO – барьерная емкость при
V=0;
Vj – встроенный потенциал;
M – коэффициент:
M = 1/2 для резкого p-n перехода
M = 1/3 для линейного p-n перехода.
Vj – встроенный потенциал;
M – коэффициент:
M = 1/2 для резкого p-n перехода
M = 1/3 для линейного p-n перехода.
FC – коэффициент, определяющий переход от
барьерной к диффузионной емкости
vD < FC * VJ
vD > FC * VJ
Слайд 9Диод на основе p-n перехода
Эквивалентная схема на малом сигнале
Проводимость на
малом сигнале
Диффузионная емкоcть
Слайд 10Диод на основе p-n перехода
Berkeley SPICE модель диода
Прямой и обратный
ток
Предпороговый ток
Слайд 11Диод на основе p-n перехода
Berkeley SPICE модель диода
Емкость диода
Барьерная емкость:
Диффузионная
емкость:
Слайд 13Диод на основе p-n перехода
Berkeley SPICE модель диода
Шумовые эффекты
Тепловой шум
Дробовый
шум и фликер-шум
Слайд 14Диод Шоттки
Ci – входная емкость;
Co – выходная емкость;
R1 и R2 –
сопротивление между N-карманом и контактом земли;
С1 – емкость между пальцами, имеющими встречно-штырьевое расположение
Dio_pn – паразитный диод N-карман – P-подложка
С1 – емкость между пальцами, имеющими встречно-штырьевое расположение
Dio_pn – паразитный диод N-карман – P-подложка
Слайд 18P-I-N Диод
DLOW – область рекомбинации
DMAIN – основная область для диода
DSAT
– переход к области определяемой последовательным сопротивлением
RS – последовательное сопротивление
RS – последовательное сопротивление
Слайд 20Биполярный транзистор
Модели биполярного транзистора
1954 г. Модель Эберса-Молла
1970 г. Модель Гуммеля-Пуна
1986 г.
Модель Mextram
Most Exquisite TRAnsistor Model
1987 г. Модель HICUM
HIgh CUrrent bipolar compact transistor Model
1995 г. Модель VBIC
Vertical Bipolar Inter-Company model
Most Exquisite TRAnsistor Model
1987 г. Модель HICUM
HIgh CUrrent bipolar compact transistor Model
1995 г. Модель VBIC
Vertical Bipolar Inter-Company model
Слайд 22Биполярный транзистор
Модель Эберса-Молла
Токи инжекции:
IЭ,0 ; IК,0 – токи насыщения
Токи эмиттера
и коллектора:
Токи экстракции: αn I1 и αi I2
Слайд 23Биполярный транзистор
Модель Эберса-Молла
Модель с учетом последовательных
сопротивлений и барьерных емкостей
Модель с
напряжением Эрли
Слайд 24Биполярный транзистор
Модель Гуммеля-Пуна
Особенности
управляемый напряжением источник тока Гуммеля-Пуна;
идеальный и
неидеальный токи базы для прямого и инверсного режима работы;
барьерные и диффузионные конденсаторы;
сопротивление базы, зависящее от смещения;
постоянное сопротивление эмиттера и коллектора.
барьерные и диффузионные конденсаторы;
сопротивление базы, зависящее от смещения;
постоянное сопротивление эмиттера и коллектора.
Слайд 25Биполярный транзистор
Модель Гуммеля-Пуна
Модель для анализа на постоянном токе
Модель для малого уровня
сигнала
Слайд 26Биполярный транзистор
Ток базы:
Прямой диффузионный ток
Обратный диффузионный ток
Ток рекомбинации эмиттерного перехода
Ток рекомбинации
коллекторного перехода
Слайд 28Биполярный транзистор
Нормированный заряд в базе
Эффект Эрли (модуляция ширины базы)
Эффект Вебстера (высокий
уровень инжекции)
Слайд 33Биполярный транзистор
Модель VBIC
Особенности модели:
Модифицированная модель Гуммеля-Пуна для основного транзистора;
упрощенная
модель Гуммеля-Пуна для паразитного транзистора
Модель Кулла для квази-насыщения;
учет слабого лавинного пробоя;
учет эффекта саморазогрева с помощью дополнительной подсхемы;
учет сдвига фазы с помощью дополнительной подсхемы.
Модель Кулла для квази-насыщения;
учет слабого лавинного пробоя;
учет эффекта саморазогрева с помощью дополнительной подсхемы;
учет сдвига фазы с помощью дополнительной подсхемы.
Слайд 34Биполярный транзистор
Модель MEXTRAM
Особенности модели:
Улучшенное описание эффекта Эрли;
описание эффектов
при высоком уровне инжекции;
модель для квази-насыщения;
учет слабого лавинного пробоя;
учет эффекта саморазогрева;
эффекты рекомбинации в базе (имеют существенное значение для SiGe транзисторов);
учет паразитного pnp-транзистора и др.
модель для квази-насыщения;
учет слабого лавинного пробоя;
учет эффекта саморазогрева;
эффекты рекомбинации в базе (имеют существенное значение для SiGe транзисторов);
учет паразитного pnp-транзистора и др.
Слайд 35Биполярный транзистор
Модель HICUM
Особенности модели:
Улучшенное описание эффекта Эрли;
описание эффектов
при высоком уровне инжекции;
модель для квази-насыщения;
учет эффекта саморазогрева;
масштабируемость модели.
модель для квази-насыщения;
учет эффекта саморазогрева;
масштабируемость модели.
