MOS電容C-V曲線仿真方法-KIA MOS管

在電路設(shè)計(jì)中，常見到利用 MOS 電容做去耦電容（也有利用來做miller補(bǔ)償?shù)碾娙荩?，因此?mosfet 的 c-v 特性曲線有必要進(jìn)行確認(rèn)。

關(guān)于具體的 c-v 曲線的仿真方法，首先可以從電容的定義（或者說特性）來確定測試方法，這也是 ee240 里面提到的仿真方法。

下圖是實(shí)現(xiàn) MOSFET C-V 曲線的仿真的具體電路（圖中加上的電容 C1 僅為方便比較）

MOS電容 C-V曲線仿真

在輸入節(jié)點(diǎn)加入一個(gè)電壓，做 AC 分析，同時(shí)掃描其 DC 值，考慮電容特性：ac 下 i/v=2*pi*f*C；如果令交流電壓 v ac=1,選擇頻率 2*pi*f=1，這時(shí)得到的交流電流大小就是電容值，相應(yīng)的 smart-spice 腳本如下：

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 分析似乎沒法對單獨(dú)的頻率點(diǎn)進(jìn)行分析，所以上面還是對一段頻率掃描，最后只取了我們所要的頻率點(diǎn)的結(jié)果。

這樣得到的 C-V 曲線如下：

MOS電容 C-V曲線仿真

在 hspice 文檔里面提到了的另外的一種方法, 就是直接對上圖的 vin 做 dc 掃描, 利用 option dccap 使 spice 在 DC 分析時(shí)計(jì)算柵節(jié)點(diǎn)的所有電容, 得到的結(jié)果與上面 ac 分析的方法也是一致的, 其具體的 samrt-spice 腳本如下:

.option dccap

.dc vin -2.5 2.5 0.05

.probe @M1[cgtot]

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