Разработка и исследование физико-табличных математических моделей компонентов ИС

• Автор: Белугин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА 1. КОМПАКТНЫЕ МОДЕЛИ ТРАНЗИСТОРОВ.

1.1 Назначение, применение, классификация.

1.2 Встраивание моделей в САПР СБИС.

1.3 Влияние компактной модели на процесс схемотехнического

анализа

.1 1.4 Оптимизация программного кода модели.

1.5 Маршрут верификации реализованных моделей.

1.6 Выводы и постановка задачи

а ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ФИЗИКОТАБЛИЧНОЙ МОДЕЛИ МОПТРАНЗИСТОРА .

2.1 Интеграция физической и табличной моделей МОПтранзистора.
2.2 Применение сплайнинтерполяции в табличной модели.
2.3 Новый способ интерполяции квадратичным трехмерным сплайном
2.4 Выбор уравнений для расчета коэффициентов сплайна.
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ ФИЗИКОТАБЛИЧНОЙ МОДЕЛИ МОПТРАНЗИСТОРА В ПРОЦЕСС СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1 Область применения компонентных моделей МОПтранзистора в схемотехническом моделировании.
3.2 Алгоритм формирования матрицы проводимостей с использованием новой модели.
Этап 1. Инициализация модели
Этап 2. Вычисление проводимостей и токов транзистора
Этап 3. Хранение таблицы коэффициентов
3.3 Область применения разработанных моделей.
3.5 Выводы.
ГЛАВА 4. ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ V С ФИЗИКОТАБЛИЧНОЙ МОДЕЛЬЮ МОПТРАНЗИСТОРА
4.1 Пример расчета БИС цифрового ти разрядного счетчика.
4.2 Пример расчета быстродействующего АЦП
ч 4.3 Сравнение моделирования на системе V до и после внедрения
разработанной физикотабличной модели
4.4 Выводы.
I ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Очевидно, что точность программ моделирования не может быть выше точности модели. Преодоление полупроводниковой технологией 0. МОП-транзисторах. Модели транзисторов подразделяются на физические и формальные. Физические модели строятся на основе анализа физических процессов, протекающих в приборе с упрощенной (модельной) геометрией, с упрощенным распределением легирующих примесей, в одномерном, квазидвумерном или квазитрехмерном приближении. Детальное исследование физических процессов и строгое обоснование сделанных допущений очень важно для получения простой и одновременно точной компактной модели. Несмотря на множество упрощающих предположений, физические модели сохраняют физический смысл своих параметров и часто позволяют установить связь этих параметров с основными параметрами технологического процесса. Примерами физических моделей являются HSPICE Level и BSIM3 [1]. В отличие от физических, формальные модели строятся на основе формального сходства между поведением модели и объекта относительно внешних выводов. Чтобы получить такие модели, используются методы минимизации целевой функции для определения параметров уравнений с целью минимизации погрешности моделирования. Примерами формальных моделей являются широко известная малосигнальная модель транзистора в виде линейного четырехполюсника, модель Level 3 программы SPICE [2] или кусочно-линейные модели Чуа [3]. Предельно упрощенными разновидностями формальных моделей являются модели переключательного уровня, которые используются для ускоренного моделирования цифровых СБИС [4]. Табличные модели обеспечивают высокую точность, но требуют больших затрат памяти. При построении "удачных" табличных моделей должны быть решены проблемы сокращения требуемого объема памяти, сглаживания экспериментальных данных, а также обеспечения связи результатов моделирования с параметрами техпроцесса и геометрией прибора. Одним из эффективных способов повысить производительность моделирующих систем на транзисторном уровне при сохранении точности решения является сокращение времени формирования матрицы проводимостей и вектора токов. Такую модель можно создать, объединив в одно целое преимущества разных классов компонентных моделей. Лучше всего для этих целей подходят два класса компонентных моделей: физические и табличные. К их недостаткам следует отнести трудоемкость вычислений из-за большого числа аналитических формул. Табличные модели отличаются высоким быстродействием из-за отсутствия необходимости в вычислении аналитических формул, высокой точностью и большими затратами памяти. Цель работы. МОП-транзистора. Научная новизна работы. Практическая значимость результатов работы. Результаты работы нашли применение при проектировании широкого класса цифровых и аналого-цифровых БИС. Предложенные алгоритмы используются в сочетании с другими средствами САПР БИС для сокращения сроков процесса проектирования. Реализация результатов работы. Результаты работы в виде программных модулей для системы схемотехнического моделирования внедрены в процесс проектирования БИС Гос. НИИ Физических проблем, ООО «Юник Ай Сиз», ООО «Кедах Электроник Инжиниринг», и в учебный процесс МГИЭТ и МВТУ им. Баумана. Использование разработанного программного обеспечения на предприятиях показывают высокую эффективность его применения в цикле проектирования аналоговых, цифровых и аналого-цифровых БИС. Представляется к защите. Подсистема формирования матрицы проводимостей и вектора токов для системы схемотехнического моделирования цифровых и аналого-цифровых БИС. Апробация результатов работы. XI Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, Зеленоград, МГИЭТ. Х1Л/ научная конференция МФТИ, Москва, Зеленоград. XII Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов, Москва, Зеленоград, МГИЭТ, , апреля г. V международная научно-техническая конференция «Электроника и информатика - », Москва, Зеленоград, МГИЭТ, - ноября г. Х1Л/Ш научная конференция МФТИ -. Москва, Зеленоград.