Modeling & Simulation technology company PI research LABO LLC

spice simulation tips-2

一部Spice Simulation講座での内容をご紹介いたします。

注意：HPの内容をLocalに保存している方がいます。アクセスログを取ってますので何度も繰り返す場合は、会社名と名前（判明しています）を公開します。

1. MOSの DIODEの面積計算

※MOSのダイオードの面積？？と初めて耳にするSpice使用経験のある設計者の方へ、HSPICEを代表とする半導体設計で使用されるSPICE とPSPICEを初めとするPCB設計の安価なSPICEの違いはここにあります。

MOSにはDIODEモデルというものがあり、それによってMOSのSource/Drainの Diode部分 の特性をSimulation結果に反映することができます。

特に重要なのがACM（Area Calculated Method)です。 　

これによりSource/Drainの面積を計算し、Diode特性をSimulationしています。

ACM=0の時

上図とACM=0の時に使用するパラメータを示します。

1. AD/AS : Area of Source/ Drain
2. PD/PS : Peripheral (sidewall) of Source/Drain
3. NRD/NRS : Number of Square resistance
4. JS/JSW : Junction Current/Sidewall
5. CJ/CJSW : Junction Capacitance/Sidewall

下図の場合トランジスタのゲート幅Wとして

• AD/AS　 =　a*W
• PD/PS =　2*(a+W)
• NRD/NRS =　b/W

として表す事ができます。

ACM=1の時

ACM＝1の場合には以下のパラメータを使用する（数値はHspiceのDefault値）

1. NRD ：number of squares for drain resistance
2. NRS ：number of squares for source resistance
3. CJ ：4e-4 F/m2 CJSW 1e-10 F/m
4. JS ：1e-8 A/m2 JSW 1e-13 A/m

ACM=0との違いは与えられたパラメータでPD/PSを計算します

ACM=2の時

DIODEパラメータは以下になります。

1. AD/AS Area of drain. Default option value for AD/AS is not applicable..
2. PD/PS　Periphery of drain/source, including gate width for ACM=2.
3. NRD/NRS Number of squares drain/source resistance.
4. CJ 1e-4 F/m2/ CJSW 1e-10 F/m
5. JS 1e-4 A/m2/ JSW 1e-10 A/m
6. HDIF Length of heavily-doped diffusion contact-to-gate
7. HDIFeff=HDIF · WMLT · SCALM
8. LDIF+LD Length of lightly-doped diffusion
9. RD/RS Resistance (ohm/square) of lightly-doped drain diffusion
10. RSH Diffusion sheet resistance

3. ACM=3の時

Bsim3のACM=3は、geoパラメータと共に用いられ以下のSyntaxとFlagに注意が必要 　

必要なパラメータとしてはHDIFのみでAD/AS、PD/PSを計算します。

1. GEO=0　：source/drainが独立
2. GEO=1　：drainが共有
3. GEO=2　：sourceが共有
4. GEO=3　：source/drainが共有

上図はHspiceのManualから引用。

Bsim4ではさらに、マルチゲートに対するパラメータが追加されています。（