HV MOS

基于BSIM3的高电压紧凑模型
非宏观模型的高电压器件 SPICE 精确仿真

SILVACO 88级模型提供了一个高电压紧凑模型,是产业标准 BSIM3v3 模型的延伸模型。 该模型适用于模拟垂直双扩散(VDMOS)和其他任何高电压MOS器件。

特性
  • 不对称源极和漏极寄生
  • 源极和漏极寄生参数的偏压相关性
  • 迁移率降低,包括由漏极电压引起的降低
  • 栅极和漏极电压对速度饱和的相关性
  • 自热
  • 准饱和
  • 速度饱和
  • 漏极引起的势垒降低(DIBL)
  • 静态反馈
  • 沟道长度调试
  • 弱累崩电流
88级(Level 88)模型在广泛使用的 BSIM3v3 模型中改进了对高电压MOS晶体管在单一紧凑模型中行为的正确描述。88级以紧凑模型提供了比使用宏观模型方法更好的收敛性能。由于不需要宏观模型节点,仿真速度不会因增加内部电路尺寸而受妨碍。
ModelLib
VDMOS 器件截面示意图

SILVACO 功能实现
  • 88级模型是 ModelLib 独立出版模型库中的一款,在 SmartSpice 中以LEVEL 88被调用
  • 88级模型可使用并行结构算法,以加速仿真
  • 88级模型可使用 VZERO 和 BYPASS ,以达到更快的速度
  • 提供有价值的内部警告和诊断信息,以帮助识别收敛问题
  • 常用 MOS 器件变量,像电流、电导、电荷和电容,以及MOS 88级特别内部变量,可以被保存、印刷、制图和/或测量

SILVACO 模型改进优点
  • 核心参数设置是依据 BSIM3v3.2 的最终版,并确保了良好的漏极电流方程的连续性和稳定收敛性
  • 为熟悉 BSIM3v3.2 的建模工程师提供便利的参数提取




使用 BSIM3v3 (上图)和 88 级模型(下图)的典型最佳拟合模型显示了速度饱和的偏压相关性。




使用 BSIM3v3 (上图)和 88 级模型(下图)的典型最佳拟合模型显示了自热效应。

参数
描述
PRWD1 一阶 Vds 对外部电阻RDS的依赖性(推进模式)
PRWD2 二阶 Vds 对外部电阻RDS的依赖性(推进模式)
PRWS1 一阶 Vds 对外部电阻RDS的依赖性(逆向模式)
PRWS2 二阶 Vds 对外部电阻RDS的依赖性(逆向模式)
UD Vds 对迁移率降低的依赖性
PCSE 亚阈值斜率和反向短沟道效应参数
CCSE 亚阈值斜率和扭转短通道效应参数
VSATG Vgs 对VSAT的依赖性
VSATB Vbs 对VSAT的依赖性