华侨大学微电子器件与电路实验实验报告IC实验6.docx

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华侨大学微电子器件与电路实验实验报告IC实验6

实验报告）微电子器件与电路实验（集成

学号实验时间姓名2019.05.27

报告成绩操作成绩实验成绩

实验六集成MOSFET沟道长度调制系数分析实验名称

（1）计算机

（2）操作系统：

Centos

实验设备TSMCRF0.18umCadenceVirtuoso（4）工艺模型（3）软件平台：

1.掌握深亚微米工艺MOSFET沟道长度调制系数和沟道长度之间的关系

实验目的2.掌握深亚微米工艺MOSFET沟道长度调制系数和过驱动电压之间的关系

3.掌握深亚微米工艺MOSFET沟道长度调制系数和源漏电压之间的关系

实验要求

1.实验前按要求阅读器件说明文档，阅读实验操作文档，熟悉实验过程及操作步骤

2.实验过程中按实验报告要求操作、仿真、记录数据（波形）

3.实验结果经指导老师检查、验收，经允许后方可关机，离开实验室

、实验后按要求处理数据和波形，回答问题。

实验报告打印后，于下次实验时间缴交。

3实验内容：

实验6.1沟道长度调制系数Lambda随沟道长度漂移特性

固定沟道宽度的MOSFET器件在指定偏置状态下，对沟道长度进行DC分析，通过提取电学参数计算沟道长度调制系数，并使用EXCELL或Matlab软件作出Lambda随L漂移特性曲线。

实验6.2沟道长度调制系数Lambda随过驱动电压漂移特性

固定沟道宽度和长度的MOSFET器件在指定偏置状态下，对过驱动电压进行DC分析，通过提取电学参数计算沟道长度调制系数，并使用EXCELL或Matlab软件作出Lambda随过驱动电压的漂移特性曲线。

实验6.3沟道长度调制系数Lambda随过栅源电压漂移特性

固定沟道宽度和长度的MOSFET器件在指定偏置状态下，对源漏电压进行DC分析，通过提取电学参数计算沟道长度调制系数，并使用EXCELL或Matlab软件作出Lambda随源漏电压的漂移特性曲线。

华侨大学信息科学与工程学院电子工程系

2019LAB6

实验报告（集成）华侨大学电子工程系微电子器件与电路实验

实验6.1MOSFET沟道长度调制系数随沟道长度漂移特性分析

实验目的：

①使用MOSFET构建MOSFET沟道长度调制系数随沟道长度漂移特性电路结构。

②对MOSFET的沟道长度进行DC变量分析，得到MOSFET沟道长度调制系数随过的长度漂移特性曲线，深入了解MOSFET的电学特性。

实验器件：

TSMC0.18um工艺混合信号工艺，MOS沟道长度L设置为1um，宽度W设置为20um的nmos2v和pmos2v器件

仿真分析：

调用CadenceVirtuosoADE使用Spectre软件对沟道长度L进行DC扫描，范围从随沟道长度漂移特性曲线。

gdsMOSFETids和0.18um-20um，输出数据记录：

注意：

计算结果中，数据全部取绝对值，电流单位为uA，结果精确到0.1uA；gds单位为uS，结果精-1-1】【结果精确到0.001V.16%确到0.01uS，Lambda单位为V,表格6-1NMOSL（um）idsvdsgdsLambdaLambda△L△Lambda/△L（um）idsvdsgdsLambdaLambda△L△△Lambda/L（um）idsvdsgdsLambdaLambda△L△△Lambda/

]注：

以下结果除了△计算，结果都取绝对值沟道长度调制系数随沟道长度漂移特性[

0.18

0.24

0.30

0.36

0.42

0.48

0.54

0.60

0.66

0.9

-----

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.0

2.20

2.40

0.9

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3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

10.0

15.0

20.0

0.9

-----

PMOS沟道长度调制系数随沟道长度漂移特性

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沟道长度调制系数分析集成实验六学年第二学期2018-2019MOSFET1525596LAB6Page课程编号

2019LAB6

实验报告集成）华侨大学电子工程系微电子器件与电路实验（

L（um）idsvdsgdsLambdaLambda△L△Lambda/△L（um）idsvdsgdsLambdaLambda△L△Lambda/△L（um）idsvdsgdsLambdaLambda△LLambda/△△波形记录：

沟道宽度为

0.18

0.24

0.30

0.36

0.42

0.48

0.54

0.60

0.66

0.9

-----

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

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2.0

2.20

2.40

0.9

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3.0

4.0

5.0

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7.0

8.0

10.0

15.0

20.0

0.9

-----

】4%L漂移特性曲线【随使用EXCELL或Matlab软件作图，画出沟道长度调制系数Lambda

关系NMOS，沟道长度调制系数和L20um，偏置VGS=0.7V，VDS=0.9V条件下

关系，沟道长度调制系数和LPMOSVGS=0.7V20um，偏置，VDS=0.9V条件下

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MOSFET2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6Page课程编号

2019LAB6实验报告集成）华侨大学电子工程系微电子器件与电路实验（

思考题：

实验曲线，深入了解W=10um,L=0.18um输出

14%】【，

①根据实验数据分析结果，判断（L<0.6um）沟道长度调制系数普遍处于（a）亚微米和深亚微米器件111】小于0.01/V□中间（大于0.02/V）□较小（0.05/V【□较大（大于）

沟道长度调制系数随沟道长度变化亚微米和深亚微米器件（L<0.6um）（b）111um】□不敏感（小于0.001/V【□很敏感（大于0.1/Vum）□敏感（大于0.01/Vum）

（0.8um

111um】0.01/Vum）□不敏感（小于0.001/V0.1/V【□很敏感（大于um）□敏感（大于沟道长度调制系数普遍处于（L>2um）（e）长沟道器件111】0.01/V□中间【□较大（大于0.05/V）（大于0.02/V）□较小（小于沟道长度调制系数随沟道长度变化（f）长沟道器件（L>2um）

111】0.001/Vum小于0.01/V大于0.1/Vum）□敏感（大于um）□不敏感（【□很敏感（沟道沟道长度调制系数，回答随着沟道长度的减小，MOSFET②根据实验数据中测得MOSFET变□增大□不变），也意味着随着沟道长度的减小MOSFET电流随|VDS|□减小长度调制系数（

。

□不变□增大）（化□减小

沟道长度调制系数随过驱动电压漂移特性分析6.2MOSFET实验目的：

MOSFET沟道长度调制系数随过驱动电压漂移特性电路结构。

构建①使用MOSFET沟道长度调制系数随过驱动电压漂移特性变量分析，得到MOSFET②对MOSFET的过驱动电压进行DCMOSFET的电学特性。

沟道宽度MOS工艺混合信号工艺，TSMC0.18um工艺混合信号工艺，TSMC0.18um实验器件：

器件和pmos2vW=30um,L=0.54um及的nmos2v0-0.4V扫描，软件对过驱动电压进行DC范围从使用调用仿真分析：

CadenceVirtuosoADESpectre随过驱动电压漂移特性曲线。

和gdsMOSFETids

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MOSFET2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6Page课程编号

2019LAB6

实验报告（集成）华侨大学电子工程系微电子器件与电路实验

，结果精uSgds单位为数据记录：

计算结果中，数据全部取绝对值，电流单位为uA，结果精确到0.1uA；-1-1】结果精确到0.001V.【16%确到0.01uS，Lambda单位为V,VovidsvdsgdsLambda△LambdaLam/Lam△VovidsvdsgdsLambdaLambda△Lam/Lam△VovidsvdsgdsLambdaLambda△Lam/Lam△VovidsvdsgdsLambdaLambda△Lam/Lam△

沟道长度调制系数和过驱动电压关系表格6-210u/0.18uNMOS

0.05V

0.10V

0.15V

0.20V

0.25V

0.30V

0.35V

0.40V

0.9

-------

30u/0.54uNMOS沟道长度调制系数和过驱动电压关系

0.05V

0.10V

0.15V

0.20V

0.25V

0.30V

0.35V

0.40V

0.9

-------

沟道长度调制系数和过驱动电压关系10u/0.18uPMOS

0.05V

0.10V

0.15V

0.20V

0.25V

0.30V

0.35V

0.40V

0.9

-------

沟道长度调制系数和过驱动电压关系30u/0.54uPMOS

0.05V

0.10V

0.15V

0.20V

0.25V

0.30V

0.35V

0.40V

0.9

-------

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2019LAB6

实验报告集成）微电子器件与电路实验华侨大学电子工程系（

随过驱动电压漂移特性曲线LambdaMatlab软件作图，画出沟道长度调制系数波形记录：

使用EXCELL或】【8%10um/0.18um

10um/0.18um

思考题：

关系NMOS，沟道长度调制系数和Vov

关系，沟道长度调制系数和Vov30um/0.54umNMOS

PMOS，沟道长度调制系数和Vov关系

关系Vov30um/0.54umPMOS，沟道长度调制系数和

】10%【

①根据实验数据分析结果，判断nmos器件沟道长度调制系数随过驱动电压的变化量百分比△0.2V）在中等反型区（过驱动电压小于（a）Lam/Lam

】小于5%（大于10%）□不敏感（（【□很敏感大于20%）□敏感沟道长度调制系数随过驱动电压的变化量百分比△过驱动电压大于（0.2V）（b）在深度反型区Lam/Lam

5%】□不敏感（小于□敏感【□很敏感（大于20%）（大于10%）

器件②根据实验数据分析结果，判断pmos沟道长度调制系数随过驱动电压的变化量百分比△0.2V）在中等反型区（过驱动电压小于（a）Lam/Lam

】5%□不敏感（小于10%）20%）【□很敏感（大于□敏感（大于沟道长度调制系数随过驱动电压的变化量百分比△0.2V）（过驱动电压大于在深度反型区（b）Lam/Lam

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实验报告集成）华侨大学电子工程系微电子器件与电路实验（

实验深入了解W=10um,L=0.18um从数据记录：

计算结果中，数据全部取绝对值，电流单位为确到△△△△

】小于5%（大于10%）□不敏感（【□很敏感（大于20%）□敏感沟道长MOSFETMOSFET沟道长度调制系数，回答随着过驱动电压的增大，③根据实验数据中测得变化|VDS|MOSFET电流随□增大），也意味着随着驱动电压的增大度调制系数（□减小□不变。

□增大）□减小□不变（

沟道长度调制系数随源漏电压漂移特性分析6.3MOSFET实验目的：

MOSFET沟道长度调制系数随过源漏电压漂移特性电路结构。

①使用MOSFET构建沟道长度调制系数随源漏电压漂移特性曲线，变量分析，得到MOSFET②对MOSFET的源漏电压进行DCMOSFET的电学特性。

沟道宽度工艺混合信号工艺，MOS实验器件：

TSMC0.18um工艺混合信号工艺，TSMC0.18umpmos2v器件W=30um,L=0.54um的nmos2v和及电压范围扫描，使VDSSpectre软件对漏端电压进行DC仿真分析：

调用CadenceVirtuosoADE使用VDS电压漂移特性曲线。

和gds随0.3-1.5V，输出MOSFETids，结果精单位为uS0.1uA；gdsuA，结果精确到-1-116%】V,结果精确到0.001V.【0.01uS，Lambda单位为

6-310u/0.18uNMOS沟道长度调制系数和漏源电压关系表格

0.3V

0.4V

0.5V

0.6V

0.7V

0.8V

0.9V

1.0V

ids

vds

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

gds

Lambda

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Lam/Lam

-----

30u/0.54uNMOS沟道长度调制系数和漏源电压关系

0.3V

0.4V

0.5V

0.6V

0.7V

0.8V

0.9V

1.0V

ids

vds

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

gds

Lambda

-----

Lam/Lam

-----

沟道长度调制系数和源漏电压关系10u/0.18uPMOS

1.5V

1.4V

1.3V

1.2V

1.1V

1.0V

0.9V

0.8V

ids

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）实验报告微电子器件与电路实验（集成华侨大学电子工程系

vdsgdsLambda△LambdaLam/Lam△VDidsvdsgdsLambdaLambda△Lam/Lam△使用波形记录：

10um/0.18um

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

-----

沟道长度调制系数和源漏电压关系30u/0.54uPMOS

1.5V

1.4V

1.3V

1.2V

1.1V

1.0V

0.9V

0.8V

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

-----

】8%【软件作图，画出沟道长度调制系数Lambda随源漏电压漂移特性曲线EXCELL或Matlab

关系NMOS，沟道长度调制系数和VDS

关系VDS30um/0.54umNMOS，沟道长度调制系数和

关系，沟道长度调制系数和PMOSVDS

关系VDS30um/0.54umPMOS，沟道长度调制系数和

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2019LAB6

）实验报告微电子器件与电路实验（集成华侨大学电子工程系

】【8%思考题：

0.54um的器件①根据实验数据分析结果，判断对于沟道长度在Lam沟道长度调制系数随过驱动电压的变化量百分比△Lam/（VDS小于0.5V）（a）在中度饱和区】（小于5%20%）□敏感（大于10%）□不敏感【□很敏感（大于沟道长度调制系数随过驱动电压的变化量百分0.5V）在所测数据中深度饱和区（VDS大于（b）Lam/Lam

比△5%】小于大于10%）□不敏感（大

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