90nm MOSFET晶体管微波建模与参数提取技术研究

发布时间：2023-03-03 10:57

　　深亚微米MOSFET器件因其高性能、低功耗、高集成度及低成本在射频及微波集成电路中应用广泛。市场对于MOSFET器件更高集成度及更高操作频率的需求激发了CMOS技术的巨大进步。为了在集成电路射频CMOS集成电路中降低成本,缩短设计周期,提高成功率,建立精确的MOSFET晶体管器件模型是必不可少的环节。本论文主要针对深亚微米MOSFET晶体管的微波建模与参数提取技术展开了研究,研究内容及创新性研究成果如下:1)在MOSFET器件小信号等效电路模型建模过程中,提出了一种有效提取寄生串联电阻的新方法。该方法克服了传统的模型参数提取方法中由于忽略衬底寄生网络的影响从而造成提取的寄生电阻与频率相关这一问题,利用在截止偏置条件下测量的MOSFET器件S参数,在中频频率范围内精确提取了寄生串联电阻参数值。2)器件模型参数的提取和模型验证是基于仪器测量数据,而测量数据通常会有一定的测量误差,该测量误差最终将导致模型和参数提取的不准确性。本文详细介绍了S参数测量结果的不确定度来源,并对该不确定度进行了建模,同时推导了本征参数对测量S参数的灵敏度,将其与微波射频测试导致的不确定度相结合,最终得到了模型参数...

【文章页数】：168 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 器件建模意义与建模流程
    1.4 论文的主要内容和创新工作
    参考文献
第二章 MOSFET器件栅极、源极和漏极寄生串联电阻提取技术
    2.1 小信号等效电路模型拓扑
    2.2 同轴校准方法与去嵌技术
        2.2.1 SOLT校准方法
        2.2.2 去嵌技术
        2.2.3 寄生元件参数提取
    2.3 栅极、源极及漏极寄生电阻物理意义
        2.3.1 栅极寄生电阻物理意义
        2.3.2 源极和漏极寄生电阻物理意义
    2.4 寄生串联电阻提取技术研究
        2.4.1 常用寄生电阻提取方法
        2.4.2 改进的参数提取方法
    2.5 本征参数随频率的变化
        2.5.1 本征参数提取
        2.5.2 本征参数随频率的变化
    2.6 测量结果与模型仿真结果比较
    2.7 小信号模型参数的半分析方法提取
    2.8 本章小结
    参考文献
第三章 MOSFET器件小信号模型本征元件灵敏度分析
    3.1 矢量网络分析仪S参数测量不确定度
    3.2 灵敏度及不确定度定义
    3.3 本征参数灵敏度计算
    3.4 本征参数灵敏度结果分析
    3.5 本征参数不确定度结果分析
    3.6 蒙特卡洛数据分析
    3.7 本章小结
    参考文献
第四章 基于SDD的MOSFET器件非线性经验模型研究
    4.1 MOSFET器件直流I-V经验模型
        4.1.1 I-V经验模型公式
        4.1.2 直流模型参数提取
        4.1.3 直流模型结果验证与讨论
    4.2 DC/AC色散效应
        4.2.1 陷阱电荷和高频色散效应
        4.2.2 高频色散模型
        4.2.3 色散模型参数提取
    4.3 MOSFET器件C-V电容模型
    4.4 MOSFE非线性模型验证
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 MOSFET器件噪声参数分析表达式推导
    5.1 MOSFET晶体管噪声等效电路模型
    5.2 MOSFET晶体管噪声参数提取
        5.2.1 噪声相关矩阵简介
        5.2.2 噪声参数表达式推导
        5.2.3 噪声去嵌与噪声模型参数提取
    5.3 模型验证与结果分析
    5.4 MOSFET器件测量环境
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 本文的研究工作总结
    6.2 工作展望
致谢
英文名词缩写
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：3752705