T-CAD를 이용한 NMOS 특성 향상 방안 모색 및 설계

소개

실바코사의 티캐드(T-CAD)를 이용하여
NMOS를 설계하고 설계 주제에 맞게 NMOS를 개선하는 방향을 도출합니다.
1) Vd=5V 일 때, Vth 값의 최소화 하는 방안 도출.
2) Vg=5v 일 때, Saturation(Vds=5V) 영역에서 Id 값을 최대화 하는 방안 도출

각 상황별로 개선방향을 제시하고, 거기에 맞게 소스를 코딩하여
Tonyplot을 이용하여 완성된 모습과 결과파형을 출력하였습니다.

목차

1. 요약문

2. 설계목적

3. 설계의 필요성

4. 배경 이론
- NMOS의 기본 동작 원리
- NMOS의 전류-전압 관계 분석
- NMOS의 문턱전압(Vth) 변조

5. 설계 방법
- 설계 구성요소
- 설계 방법
- 설계 방향 설정
- T-CAD 설계 계획 설정

6. 설계 결과
- 설계 우선순위
- T-CAD 설계 과정 및 결과

7. 기존 결과와의 비교
- 설계 제안값과 결과값의 비교

8. 결론 및 고찰

9. 사용한 DeckBuild Code 정리

본문내용

사용 프로그램
T-CAD (Atals, Athena, Tonyplot)
설계 주제
1) Vd=5V 일 때, Vth 값의 최소화 하는 방안 도출.
2) Vg=5v 일 때, Saturation(Vds=5V) 영역에서 Id 값을 최대화 하는 방안 도출
설계 내용
1) T-CAD를 이용하여 주어진 Reference NMOS의 특성 및새로 설계할 NMOS의 특성을 비교하여 Vd가 5V 일 때, 문턱전압 Vth의 값을 주어진 모델보다 최소화한다.
2) 또한 VG가 5V 일 때, saturation(@VDS=5V) 영역에서 Drain 전류의 값을 최대로 만들 수 있는 설계를 제안한다.
3) 이상적인 NMOS에서는 Vth값이 변하지 않겠지만 실제에서는 변화하는 parameter에 의해 변화하는 Vth 값을 최소화하게 되면,
- 초기에 channel 형성에 필요한 미소 전압이 줄어든다.
4) Reference NMOS보다 Active 영역에서 Drain 전류 ID값의 증가치를 올리게 되면,
- 작은 Drain 전압에서도 구동이 가능하게 할 수 있게 된다.
따라서 각 parameter 값을 조절하여 좀더 효율적인 NMOS의 설계를 제안한다.

<중 략>

# 특성 계산을 위한 기본 계산 Model을 정의한다. - 고정
models srh conmob temper=300 print

#Id-Vgs 특성 분석- drain에 0.1v를 인가--> 결과는 idvg.log로 저장--> gate에 0v에서 1.2v까지 0.05간격으로 결과를 출력
solve init
solve vdrain=5
log outfile=idvg.log

solve vgate=0 vstep=0.04 vfinal=5 name=gate
log off

# 계산된 결과를 출력한다.
tonyplot idvg.log

# 출력된 Id-Vgs 그래프에서 Vth를 확인하기 Solpe과 x 축이 만나는 점을 출력하는 령어를 입력한다. - 결과는 Deckbulid 아래 상태 표시창에 출력된다.
extract init infile="idvg.log"
extract name="vth" xintercept(maxslope(curve(v."gate",i."drain")))

#Id-Vds 특성 분석 - Gate 전압 변화에 따른 Id-Vds 그래프를 도출 한다.

# gate에 다른 전압을 인가한 후 각 각 저장한다.
solve init

참고자료

· 없음