MOS电容C-V曲线仿真方法

MOS电容C-V曲线仿真方法-KIA MOS管

在电路设计中，常见到利用 MOS 电容做去耦电容（也有利用来做miller补偿的电容），因此对 mosfet 的 c-v 特性曲线有必要进行确认。

关于具体的 c-v 曲线的仿真方法，首先可以从电容的定义（或者说特性）来确定测试方法，这也是 ee240 里面提到的仿真方法。

下图是实现 MOSFET C-V 曲线的仿真的具体电路（图中加上的电容 C1 仅为方便比较）

在输入节点加入一个电压，做 AC 分析，同时扫描其 DC 值，考虑电容特性：ac 下 i/v=2*pi*f*C；如果令交流电压 v ac=1,选择频率 2*pi*f=1，这时得到的交流电流大小就是电容值，相应的 smart-spice 脚本如下：

vin in 0 ac 1

.ac DEC 10 '0.05/3.14159265' '0.5/3.14159265' sweep vin -2.5 2.5 0.05

.measure ac i_nmos find i(V1) at '0.5/3.14159265'

.measure ac i_cap find i(V3) at '0.5/3.14159265'

注：AC 分析似乎没法对单独的频率点进行分析，所以上面还是对一段频率扫描，最后只取了我们所要的频率点的结果。

这样得到的 C-V 曲线如下：

在 hspice 文档里面提到了的另外的一种方法, 就是直接对上图的 vin 做 dc 扫描, 利用 option dccap 使 spice 在 DC 分析时计算栅节点的所有电容, 得到的结果与上面 ac 分析的方法也是一致的, 其具体的 samrt-spice 脚本如下:

.option dccap

.dc vin -2.5 2.5 0.05

.probe @M1[cgtot]