MOS场效应管模型分析电路设计的基本方法

在分析和设计MOS大规模集成电路中，计算机辅助电路模拟已成为电路设计的基本方法，电路模拟中所用的MOS场效应管模型及所取模型参数的精度，对计算机辅助设计和分析电路的结果都有很大的影响，它关系到设计值与实际值是否一致，因此，对于MOS场效应管模型的研究正在广泛地开展并且逐步地深入，电路模拟中所用的场效应管模型也在不断地修正.SPICE是电路模拟中应用最广泛的一种计算机电路分析程序，它提供了三种MOSFET管模型，MOS1是由平方律IDS-VDS 特性描述的Shichman-Hodges（9）模型，MOS2考虑了各种二阶效应，MOS3是半经验模型，本节只介绍MOS1模型，由于这种模型比较简单，具有一定的精度，因此在MOS集成电路的设计中被广泛采用。

MOS场效应管模型

图1.3-1 a为n沟MOS场效应管，它的大信号模型如图1.3-1 b所示。这种模型适合于直流、大信号瞬态特性分析。图中的G、D、S分别表示MOS的栅、漏、源级，B表示衬底。大信号模型由一个电压控制的电流源，两个二极管，两个电阻及五个电容组成，电流源ID模拟MOS场效应管的漏源电流，它受端口电压的控制；两个二极管D1、D2分别模拟衬底-漏、衬底-源两个二极管；电阻分别模拟漏欧姆电阻；电容栅源、栅漏、栅-衬廊之间的电容，、分别模拟衬底-漏、衬底-源之间的Pn结结电容。