【Cadence仿真技巧学习笔记】求解65nm库晶体管参数un, e0, Cox

• 在设计放大器的第一步就是确定好晶体管参数和直流工作点的选取。
• 通过阅读文献，我了解到L波段低噪声放大器的mos器件最优宽度计算公式为
  $$W_{opt.p}=\frac{3}{2}\frac{1}{\omega L{C}_{ox}{R}_s{Q}_{sp}}$$
• 根据设计指标我们得知，L波段的中心频率为1.3GHz，取${\omega }_0=1.3\mathrm{GHz},R_s=50\Omega ,\gamma =2,\delta =4,\alpha =1,V_{dd}=1.2\mathrm{V},L=0.13\mathrm{um},Esat=4\times 10^{6}V/m$
• 进而我们可以得到最优品质因子Qsp为4
• 那么我们还剩下单位面积栅氧化层电容Cox是未知量
• 下面我介绍两种求解得到Cox的方法

方法一：寻找

• 以tsmcN65工艺库为例，找到工艺库对应的参数文件，其路径为

• 打开后先搜索对应的晶体管，这里我使用到的晶体管是nmos_rf，
• 可以看到，在这个工艺库模型文件中，其定义说明了晶体管的nr，lr，wr的范围，并说明了其额定工作电压为1v。
  
• 然后搜索相对真空介电常数epsrox，其值为3.9，这是表示SiO₂ 的介电常数
  
• 然后搜索等效栅氧化层厚度toxe，其值为2E-9，
  
• 载流子迁移率：u0，其值为0.02232
  
• 然后根据单位面积栅氧化层电容公式
  $$C_{ox}=\frac{{ϵ}_{ox}}{t_{ox}}$$
• 其中${ϵ}_{ox}$是 SiO₂ 的介电常数，通常取值：
  $${ϵ}_{ox}=3.9\times {ϵ}_0=3.9\times 8.854\times 10^{-12}F/m\approx 3.45\times 10^{-11}F/m$$
• tox是氧化层厚度，取决于 CMOS 工艺节点。例如：
  $$\bullet t_{ox}\approx 2\mathrm{nm}=2\times 10^{-9}\mathrm{m}(65\mathrm{nm}\text{工艺})$$
  $$\bullet t_{ox}\approx 1.5\mathrm{nm}=1.5\times 10^{-9}\mathrm{m}(45\mathrm{nm}\text{工艺})$$
  $$\bullet t_{ox}\approx 1.2\mathrm{nm}=1.2\times 10^{-9}\mathrm{m}(32\mathrm{nm}\text{工艺})$$
• 最终可得
  $$C_{ox}=\frac{3.45\times 10^{-11}}{2.5\times 10^{-9}}=1.38\times 10^{-2}{F/m}^2$$

方法二：ADE打印

• 首先搭建好晶体管的仿真电路图
  
• 然后进行dc直流仿真
  
• 运行仿真后点击Tools->Results Browser
  
• 在左侧栏的model文件夹下找到对应的晶体管，然后就可以找到对应的模型参数了