华侨大学微电子器件与电路实验实验报告IC实验6.docx

1、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 TSMC RF0.18umCadence Virtuoso (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

2、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

3、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6.1 MOSFET沟道长

4、度调制系数随沟道长度漂移特性分析 实验目的： 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。 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：TSMC 0.18um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Cadence Virtuoso ADE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。gdsMOSFET ids和0.18um-20um，输出数据记录： 注意：计

5、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6-1 NMOSL(um) ids vds gds Lambda Lambda LLambda/L(um) ids vds gds Lambda Lambda LLambda/L(um) ids vds gds Lambda Lambda LLambda/ 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

6、.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.0 2.20 2.40 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10.0 15.0 20.0 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - PMOS沟道长度调制系数随沟道长度漂移特性 2 / 9 沟道长度调制系数分析集成实验六学年第二学期2018-2019 MOSFET1525596LAB6 Page课程编号 2019LAB6 实验报

7、告集成)华侨大学电子工程系 微电子器件与电路实验(L(um) ids vds gds Lambda Lambda LLambda/L(um) ids vds gds Lambda Lambda LLambda/L(um) ids vds gds Lambda Lambda LLambda/波形记录：沟道宽度为 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 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.0 2.20 2.40 0.9 0.9 0

8、.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 10.0 15.0 20.0 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 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 3 / 9 MOSFET 2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596L

9、AB6 Page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%】【， 根据实验数据分析结果，判断 (L0.6um)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(L0.6um)(b)111 um】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 L2um)沟道长度调制系数普遍处于(c) 短沟道器件1

10、11 】0.02/V(大于0.05/V) 中间(大于) 较小(小于0.01/V【较大 沟道长度调制系数随沟道长度变化(d)短沟道器件(0.8um L2um)(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(L2um) 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，MOSFET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(

11、 。 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6.2 MOSFET 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MOSFET对MOSFET的过驱动电压进行DC MOSFET的电学特性。沟道宽度MOS工艺混合信号工艺，TSMC 0.18um工艺混合信号工艺，TSMC 0.18um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：Cadence Virtuoso ADESpectre 随过驱动

12、电压漂移特性曲线。和gdsMOSFET ids 4 / 9 MOSFET 2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6 Page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,Vov ids vds gds Lambda Lambda Lam/ LamVov ids vds gds Lambda Lambda Lam/ LamVov i

13、ds vds gds Lambda Lambda Lam/ LamVov ids vds gds Lambda Lambda Lam/ Lam 沟道长度调制系数和过驱动电压关系表格6-2 10u/0.18u NMOS0.05V 0.10V 0.15V 0.20V 0.25V 0.30V 0.35V 0.40V 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 30u/0.54u NMOS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 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.

14、9 - - 沟道长度调制系数和过驱动电压关系10u/0.18u PMOS0.05V 0.10V 0.15V 0.20V 0.25V 0.30V 0.35V 0.40V 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 沟道长度调制系数和过驱动电压关系30u/0.54u PMOS0.05V 0.10V 0.15V 0.20V 0.25V 0.30V 0.35V 0.40V 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - 5 / 9 MOSFET 2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6 Page课程编号 20

15、19LAB6 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/0.54um NMOS PMOS，沟道长度调制系数和Vov关系 关系Vov30um/0.54um PMOS，沟道长度调制系数和 】10%【 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/ L

16、am 】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 6 / 9 MOSFET 2018-2019学年第二学期实验

17、六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6 Page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( 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，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6.3 MOSFET 实验目的： MOSFET沟

18、道长度调制系数随过源漏电压漂移特性电路结构。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MOSFET对MOSFET的源漏电压进行DC MOSFET的电学特性。沟道宽度工艺混合信号工艺，MOS实验器件：TSMC 0.18um工艺混合信号工艺，TSMC 0.18um pmos2v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Cadence Virtuoso ADE使用 VDS电压漂移特性曲线。和gds随0.3-1.5V，输出MOSFET ids，结果精单位为uS0.1uA；gdsuA，结果精

19、确到-1-1 16%】V,结果精确到0.001V. 【0.01uS，Lambda单位为 6-3 10u/0.18u NMOS沟道长度调制系数和漏源电压关系表格VD 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 Lambda - Lam/ Lam- 30u/0.54u NMOS沟道长度调制系数和漏源电压关系VD 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

20、1.0 gds Lambda Lambda - Lam/ Lam- 沟道长度调制系数和源漏电压关系10u/0.18u PMOSVD 1.5V 1.4V 1.3V 1.2V 1.1V 1.0V 0.9V 0.8V ids 7 / 9 MOSFET 2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6 Page课程编号 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 vds gds Lambda Lambda Lam/ LamVD ids vds gds Lambda Lambda Lam/ Lam使用波形记录：10um/0.18um 10u

21、m/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/0.54u PMOS1.5V 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/0.54um NMOS，沟道长度调制系数和 关系，沟道长度调制系数和PMOSVDS 关系VDS30um/0.54um PMOS，沟道长度调制系数和 8 / 9 MOSFET 2018-2019学年第二学期实验六集成沟道长度调制系数分析1525596LAB6 Page课程编号 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