微电子器件实验5模版 联合仿真 nmos

PMOS、NMOS 版图设计尺寸参考说明：数字1、2、3……代表画版图时，第一层、第二层、第三层……或说成第一步、第二步、第三步……，一步一步做下来。

一、PMOS版图有关尺寸参考1、THIN （薄氧化层）：与DIFF（扩散区/有源区）等价，在画版图时可以用DIFF代替。

长度3.4 宽度1.2 （默认单位um）2、GPOL Y：多晶硅导电层做mos管的栅极，可以用POL Y1代替，也可以做互连线。

长：2.4 宽：0.4 离有源区(即上面的THIN)左边缘1.5u ，比有源区上下各长出0.6u3、CONT：引线孔，连接金属与多晶硅/有源区，第一层金属的接点。

大小0.4*0.4 离有源区上边缘0.4 左边缘0.34、METAL1：第一层金属，用于水平布线，如电源和地，器件之间的连接必须依靠它。

大小：0.8*0.8 离CONT各0.25、THIN（或DIFF）：大小1.0*1.0 离CONT各0.3 , 或离METAL1 各0.16、PPIMP (或PIMP）：P型注入掩膜。

长：4.0 宽：1.8 离有源区上边缘0.3 ，离有源区左边缘0.37、NWELL：N阱，不仅用在制造P型器件，常在隔离的时候也看到它。

长6.5宽5.7 ，离PPIMP 左边缘1.2 ，离PPIMP 上边缘2.78、再另外做一个节点：CONT（0.4*0.4），METAL1（0.8*0.8），THIN （1.0*1.0）在已经画好图形的上方，CONT 离PPIMP 上端1.35 ，离NWELL 左端1.8 9、在新节点上加一个NPIMP（或NIMP）：N型注入掩膜，大小为1.7*1.7 ，离THIN 各0.35二、NMOS版图有关尺寸参考1、THIN ：长3.4 宽0.42、GPLOY ：与PMOS 相同离有源区(即上面的THIN)左边缘1.5u ，比有源区上下各长出0.6u3、CONT ：0.4*0.4 ，离有源区上边缘0.3 ，左边缘0.34、METAL1 ：与PMOS 相同5、THIN ：与PMOS 相同6、NPIMP ：长4.0 宽1.6 离有源区上边缘0.3 ，离有源区左边缘0.37、再另外做一个节点：CONT（0.4*0.4），METAL1（0.8*0.8），THIN （1.0*1.0）在已画好图形的下方，CONT 离NPIMP 下端1.15 ，离NPIMP 左端0.6 8、在新节点上加一个PPIMP：大小1.7*1.7 离THIN 各0.35第三部分：画一个反相器时要做一个输入引脚1、GPOL Y：大小为1.6*1.6 （大小可以随意），离PMOS 的NWELL 下边缘0.7u（距离可以随意），此线框进入PMOS与NMOS 相连的GPOL Y 深度为0.2 。

模拟cmos集成电路设计实验实验要求：设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。

单级放大器设计在课堂检查，两级运算放大器设计需要于学期结束前，提交一份实验报告。

实验报告包括以下几部分内容：1、电路结构分析及公式推导（例如如何根据指标确定端口电压及宽长比）2、电路设计步骤3、仿真测试图（需包含瞬态、直流和交流仿真图）4、给出每个MOS管的宽长比（做成表格形式，并在旁边附上电路图，与电路图一一对应）5、实验心得和小结单级放大器设计指标两级放大器设计指标实验操作步骤：a.安装Xmanagerb.打开Xmanager中的Xstartc.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码Host：202.38.81.119Protocol: SSHUsername/password: 学号（大写）/ 学号@567& （大写）Command : Linux type 2然后点击run运行。

会弹出xterm窗口。

修改密码输入passwd，先输入当前密码，然后再输入两遍新密码。

注意密码不会显示出来。

d.设置服务器节点用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况，尽量选择负载轻的机器登陆，（注：mgt和rack01不要选取）选择节点，在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写，??为节点名)如选择13号节点，则输入ssh –X c01n13e.文件夹管理通常在主目录中，不同工艺库建立相应的文件夹，便于管理。

本实验采用SMIC40nm工艺，所以在主目录新建SMIC40文件夹。

在xterm中，输入mkdir SMIC40然后进入新建的SMIC40文件夹，在xterm中，输入cd SMIC40.f.关联SMIC40nm 工艺库在xterm窗口中，输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)将以下内容拷贝到新文档中。

SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.libDEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf保存为cds.lib 。

实验五工艺器件联合仿真实验目的：①理解Tsuprem4与MEDICI之间的连接语句；②理解通过改变Tsuprem4工艺仿真语句获得设计所需的I-V曲线。

仿真程序：Tsuprem4程序：COMMENT Example 9B - TSUPREM-4/MEDICI Interface COMMENT TSUPREM-4 Input FileOPTION DEVICE=PSCOMMENT Specify the meshLINE X LOCATION=0 SPACING=0.20LINE X LOCATION=0.9 SPACING=0.06LINE X LOCATION=1.8 SPACING=0.2LINE Y LOCATION=0 SPACING=0.01LINE Y LOCATION=0.1 SPACING=0.01LINE Y LOCATION=0.5 SPACING=0.10LINE Y LOCATION=1.5 SPACING=0.2LINE Y LOCATION=3.0 SPACING=1.0ELIMIN ROWS X.MIN=0.0 X.MAX=0.7 Y.MIN=0.0 Y.MAX=0.15 ELIMIN ROWS X.MIN=0.0 X.MAX=0.7 Y.MIN=0.06 Y.MAX=0.20 ELIMIN COL X.MIN=0.8 Y.MIN=1.0COMMENT Initialize and plot mesh structureINITIALIZ <100> BORON=1E15SELECT TITLE=”TSUPREM-4: Initial Mesh”PLOT.2D GRIDCOMMENT Initial oxideDEPOSIT OXIDE THICKNESS=0.03COMMENT Models selection. For this simple example, the OED COMMENT model is not turned on (to reduce CPU time). METHOD VERTICALCOMMENT P-well implantIMPLANT BORON DOSE=3E13 ENERGY=45COMMENT P-well driveDIFFUSE TEMP=1100 TIME=500 DRYO2 PRESS=0.02ETCH OXIDE ALLCOMMENT Pad oxidationDIFFUSE TEMP=900 TIME=20 DRYO2COMMENT Pad nitrideDEPOSIT NITRIDE THICKNESS=0.1COMMENT Field oxidationDIFFUSE TEMP=1000 TIME=360 WETO2ETCH NITRIDE ALLCOMMENT Vt adjust implantIMPLANT BORON ENERGY=40 DOSE=1E12ETCH OXIDE ALLCOMMENT Gate oxidationDIFFUSE TEMP=900 TIME=35 DRYO2DEPOSIT POLYSILICON THICKNESS=0.3 DIVISIONS=4COMMENT Poly and oxide etchETCH POLY LEFT P1.X=0.8 P1.Y=-0.5 P2.X=0.8 P2.Y=0.5ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.8 P1.Y=-0.5 P2.X=0.8 P2.Y=0.5DEPOSIT OXIDE THICKNESS=0.02COMMENT LDD implantIMPLANT PHOS ENERGY=50 DOSE=5E13COMMENT LTODEPOSIT OXIDE THICK=0.2 DIVISIONS=10COMMENT Spacer etchETCH OXIDE DRY THICK=0.22COMMENT S/D implantIMPLANT ARSENIC ENERGY=100 DOSE=2E15COMMENT Oxide etchETCH OXIDE LEFT P1.X=0.5COMMENT S/D reoxidationDIFFUSE TEMP=950 TIME=30 DRYO2 PRESS=0.02COMMENT BPSGDEPOSIT OXIDE THICK=0.3ETCH OXIDE LEFT P1.X=0.3 P1.Y=-2 P2.Y=2SELECT Z=LOG10(DOPING) TITLE=”TSUPREM-4: S/D Doping Profile”PLOT.1D X.VALUE=0 LINE.TYP=5 BOUNDARY Y.MIN=14 Y.MAX=21 COMMENT MetallizationDEPOSIT ALUMINUM THICK=0.5 SPACES=3ETCH ALUMINUM RIGHT P1.X=0.6 P2.X=0.55 P1.Y=-2 P2.Y=2 COMMENT Save simulation resultsSTRUCTUR REFLECT RIGHTSTRUCTUR MEDICI OUT.FILE=S4EX9BSMEDICI程序：TITLE Example 9B - TSUPREM-4/MEDICI InterfaceCOMMENT MEDICI Input FileCOMMENT Simulation of NMOS device output characteristics COMMENT Read in simulation meshMESH IN.FILE=S4EX9BS TSUPREM4 ELEC.BOT POLY.ELEC Y.MAX=3 COMMENT Rename some electrodes from TSUPREM-4 to standard names. RENAME ELECTR OLDNAME=1 NEWNAME=SourceRENAME ELECTR OLDNAME=1 NEWNAME=SourceCOMMENT Save the mesh with the new electrode namesSAVE MESH OUT.FILE=MDEX9BMCONTACT NUMBER=Gate N.POLYMODELS CONMOB PRPMOB FLDMOB CONSRH AUGER BGNPLOT.2D GRID SCALE FILL TITLE=”Structure from TSUPREM-4”PLOT.1D DOPING LOG X.START=0 X.END=0 Y.START=0 Y.END=2+ POINTS BOT=1E14 TOP=1E21 TITLE=”S/D Profile”PLOT.1D DOPING LOG X.START=1.8 X.END=1.8 Y.START=0 Y.END=2 + POINTS BOT=1E14 TOP=1E19 TITLE=”Channel Profile”PLOT.2D BOUND SCALE FILL L.ELEC=-1 TITLE=”Impurity Contours”CONTOUR DOPING LOG MIN=14 MAX=20 DEL=1 COLOR=2 CONTOUR DOPING LOG MIN=-20 MAX=-14 DEL=1 COLOR=1 LINE=2 COMMENT Simulate a drain curve with Vg=2vSYMB CARR=0METHOD ICCG DAMPEDSOLVE V(Gate)=2SYMB CARR=1 NEWTON ELECTRONLOG OUT.FILE=MDEX9BISOLVE V(Drain)=0.0 ELEC=Drain VSTEP=0.1 NSTEP=2SOLVE V(Drain)=0.5 ELEC=Drain VSTEP=0.5 NSTEP=5COMMENT Plot resultsPLOT.1D X.AXIS=V(Drain) Y.AXIS=I(Drain) TOP=2.2E-5+ TITLE=”Ids vs. Vds” COLOR=2 POINTSLABEL LABEL=”Vgs = 2V” COLOR=2。

微电子综合实验报告实验题目：⒚同或门电路仿真班级：电子科学与技术1201姓名：XXX学号：XXX时间：2015.5—2015.6一、电路图。

OUTA B(IN1) （IN2）分别给上图中的每个管子和结点标注，如下所述：P管分别标记为：MP1、MP2、MP3;N管分别标记为：MN1、MN2、MP3;A、B端分别标记为：IN1、IN2;输出端标记为：OUT；N 管之间连接点标记为：1；连接反相器的点标记为：2；如上图所示。

其真值表如下所示：二、电路仿真表。

*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4UVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 5N 10N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END下图为无负载电容，IN1=10ns，IN2=20ns时的波形图。

从图中可以发现，本来输出应该是5v，实际输出只有4.8v，可见输出有阈值损失。

原因是N管传高电平、P管传低电平时，输出半幅，所以存在阈值损失。

三、输出加负载电容。

1、C=0.2p ；IN1=10ns ；IN2=20ns 时波形如下：电路仿真表如下：*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.2pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 5N 10N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N) .TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END2、C=0.2p ；IN1=20ns ；IN2=40ns时波形如下：电路仿真表如下：*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.2pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 20N 40N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END3、C=0.5p ; IN1=10ns ；IN2=20ns时波形如下：电路仿真表如下：*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.5pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 5N 10N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END4、C=0.5p ; IN1=20ns ；IN2=40ns时波形如下：电路仿真表如下：*dounandMN1 1 IN1 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN2 2 IN2 1 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMN3 OUT 2 0 0 NMOS L=0.6U W=2.4UMP1 IN2 IN1 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP2 IN1 IN2 2 VDD PMOS L=0.6U W=4.4UMP3 OUT 2 VDD VDD PMOS L=0.6U W=4.4U cloadf OUT 0 0.5pVDD VDD 0 DC 5VVIN1 IN1 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 10N 20N)VIN2 IN2 0 PULSE(0 5 0 0.1N 0.1N 20N 40N).TRAN 1N 100N UIC.LIB './HJ.L' TT.END四、实验结果分析。

MOS放大电路设计仿真与实现实验报告实验报告：MOS放大电路设计、仿真与实现一、实验目的本实验的主要目的是通过设计、仿真和实现MOS放大电路来加深对MOSFET的理解，并熟悉模拟电路的设计过程。

二、实验原理MOSFET是一种主要由金属氧化物半导体场效应管构成的电流驱动元件。

与BJT相比，MOSFET具有输入阻抗高、功率损耗小、耐电压高、尺寸小等优点。

在MOS放大电路中，可以采用共源共源极放大电路、共栅共栅极放大电路等不同的电路结构。

三、实验步骤1.根据实验要求选择合适的电路结构，并计算所需材料参数（参考已知电流源和负载阻抗）。

2.选择合适的MOS管，并仿真验证其工作参数。

3.根据仿真结果确定电路的放大倍数、频率响应等。

4.根据电路需求，设计电流源电路和源极/栅极电路。

5.仿真整个电路的性能，并调整参数以优化电路性能。

6.根据仿真结果确定电路的工作参数，并进行电路的实现。

7.通过实验测量电路性能，验证仿真结果的正确性。

8.对实验结果进行分析，总结实验的过程和经验。

四、实验设备和材料1.计算机及电子仿真软件。

2.实验电路板。

3.集成电路元器件（MOSFET、电阻等）。

4.信号发生器。

5.示波器。

6.万用表等实验设备。

五、实验结果与分析通过仿真和实验，可以得到MOS放大电路的电压增益、输入输出阻抗、频率响应等参数。

根据实验结果，可以验证设计的合理性，并进行参数调整优化。

在实际应用中，MOS放大电路被广泛应用于音频放大器、功率放大器、运算放大器等场合。

因为MOSFET具有较大输入阻抗，所以MOS放大电路可以在输入端直接连接信号源，而不需要额外的输入电阻。

此外，MOS放大电路的功率损耗较小，适用于各种功率要求不同的应用场合。

六、实验心得通过设计、仿真和实现MOS放大电路的实验，我更加深入地理解了MOSFET的原理和应用。

在实验过程中，我通过不断调整电路参数和元器件选择，逐步提高了电路的性能。

通过与实验结果的对比，我发现仿真和实验结果基本吻合，验证了仿真的准确性。

电子科大集成电路原理实验报告-CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告电子科技大学微电子与固体电子学院集成电路原理与设计CMOS模拟集成电路设计与仿真电子科技大学实验报告实验地点：211楼606 实验时间：2014.6.7一、实验室名称：微电子技术实验室二、实验项目名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真三、实验学时：4四、实验原理参照实验指导书。

五、实验目的本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。

其目的在于：根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计，掌握基本的IC设计技巧。

学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行电路的模拟仿真。

六、实验内容1、UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。

2、设计一个运算放大器电路，要求其增益大于40dB, 相位裕度大于60?，功耗小于10mW。

3、根据设计指标要求，选取、确定适合的电路结构，并进行计算分析。

4、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析、建立时间小信号特性和压摆率大信号分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法。

5、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。

6、整理仿真数据与曲线图表，撰写并提交实验报告。

七、实验仪器设备（1）工作站或微机终端一台（2）局域网2（3）EDA仿真软件 1套八、实验步骤1、根据实验指导书熟悉UNIX操作系统常用命令的使用，掌握Cadence EDA仿真环境的调用。

2、根据设计指标要求，设计出如下图所示的电路结构。

并进行计算分析，确定其中各器件的参数。

3、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法。

4、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。

具体计算步骤如下：（参见模拟CMOS集成电路设计）1. 通过额定功耗和片外电容C计算偏置电路电流以及流进M6，M8电流，再通过相关试验得到相关pmos，nmos的Vth和k和λ，得到m6，m8，m9宽长比并计算密勒电容Cc2. 通过cmr计算m4和m0的宽长比3. 通过GB和Cc求出m2和m5宽长比4. 由m6，m8的Ids电流计算m7宽长比5. 进行电路仿真，观察电路是否符合各方面要求。

10
迄今为止，宏观力学中的物理规律不能完全解释和指导MEMS 设计、制造工艺、封装和应用中提出的问题，尤其是对其中 很多重要问题还缺少有效的实验研究方法，有待于MEMS研究 人员与力学研究人员共同进行深入的研究。
11
1.2 单晶硅的材料特性
单晶硅是MEMS中最基本、最常用的材料，因此必须首先 对单晶硅的力学特性进行研究。表1.1为单晶硅与其他材料 的基本力学参数对照表。
3
它将计算、传感与执行融合为一体，从而改变了人类感知和 控制自然世界的方式。日本微机械中心的定义是：微机械是 由只有几个毫米大小的功能元件组成的，它能够执行复杂、 细微的任务。欧洲NEXUS(the Network of Excellence in Multifunctional Microsystems)的 具有微米级结构，并具有由微结构形状提供的技术功能。微 系统由多个微元件组成，并作为一个完整的系统进行优化， 以提供一种或多种特定功能，在许多场合包括微电子功能。
5
我们认为MEMS应通过尺寸和功能来定义，而不应限定于任何 制作工艺，因为工艺技术是不断发展和完善的。MEMS器件并 不能完全用总尺寸来定义，而应用特征尺寸来表征。特征尺 寸是决定器件性质和加工工艺的关键尺寸，如静电马达的直 径。特征尺寸在毫米级以上的机械电子系统基本上属于传统 的机电一体化装置，传统的机械加工技术已经能够满足要求。 而特征尺寸在亚微米以下的机械电子系统，由于纳米效应、 量子效应的作用，其理论基础与加工技术已经完全改变，应 属于最近几年新提出来的纳电子机械系统NEMS(NanoElectro-Mechanical System)的研究范畴。
最后，半导体的高温处理和多层膜淀积工艺会引入内应 力，当与硅材料本体、边沿的缺陷结合时会产生开裂。人们 认为硅强度低的另一个原因是硅被破坏时发生脆性断裂，而 金属材料通常是发生塑性变形。

微电子器件与电路实验(集成)实验报告姓名学号实验时间2019.5 实验操作实验报告教师签字实验名称实验三集成MOSFET IV特性分析实验设备(1)计算机 (2)操作系统：Centos(3)软件平台：Cadence Virtuoso (4)工艺模型TSMC RF0.18um实验目的1.掌握集成NMOS和PMOS在强反型、中反型、弱反型以及线性区的IV特性2.对比长沟道器件和短沟道器件的沟道长度调制效应对IV特性的影响3.强反型条件下，MOSFET电流随温度漂移特性实验要求1. 实验前按要求阅读器件说明文档，阅读实验操作文档，熟悉实验过程及操作步骤2. 实验过程中按实验报告要求操作、仿真、记录数据(波形)3. 实验结果经指导老师检查、验收，经允许后方可关机，离开实验室3、实验后按要求处理数据和波形，回答问题。

实验报告打印后，于下次实验时间缴交。

，实验内容：实验3.1 强反型条件下MOS IV特性曲线实验3.2 中反型条件下MOS IV特性曲线实验3.3 弱反型条件下MOS IV特性曲线指定尺寸的NMOS和PMOS在指定偏置条件下，对VGS电压进行DC分析，使器件分别工作于强、中和弱反型区，测试MOSFET IDS电流随VGS变化曲线，并回答思考题。

实验3.4 线性区条件下MOS IV特性曲线指定尺寸的NMOS和PMOS在指定偏置条件下工作于指定区间，对VGS电压进行DC分析，测试MOSFET IDS电流随VGS变化曲线，并回答思考题。

实验3.5 MOSFET沟道长度的影响指定尺寸的NMOS和PMOS偏置在饱和区，对VDS进行DC分析，测试测试MOSFET IDS电流随VDS变化曲线，对比沟道长度调制效应对长沟道器件和短沟道器件的影响，并回答思考题。

实验3.6 强反型条件下温度对MOS IV特性影响指定尺寸的NMOS和PMOS偏置在饱和区，对温度进行DC分析，分析温度对IDS的影响。

华侨大学信息科学与工程学院电子工程系。

微电子综合实验报告实验题目: 27题spice与非门仿真班级: 电子科学与技术1201姓名:学号:时间: 2015.5—2015.6原理图网表如下: 仿真波形图如下:输出端外加0.01p时,仿真网表为*dounandNM1 0 B OUT 0 NMOS L=0.4U W=1.6UNM2 1 A OUT 0 NMOS L=0.4U W=1.6UMP1 OUT 0 1 VDD PMOS L=0.4U W=1.6UMP2 1 A VDD VDD PMOS L=0.4U W=1.6UMP3 1 A 0 0 NMOS L=0.4U W=1.6Ucloadf OUT 0 0.01pVDD VDD 0 DC 5VV A A 0 PULSE(0 6 0 0.1N 1.9N 6N)VB B 0 PULSE(0 4 0 0.1N 1.9N 4N)-PROBE-TRAN 1N 20N UIC-LIB ‘-/HJ.L’TIEND仿真波形图如下:由波形图可以看出, 只要输入有一个低电平, 输出就为高电平, 满足要求。

输出端外加0.1p时, 仿真网表为:*dounandNM1 0 B OUT 0 NMOS L=0.2U W=0.8UNM2 1 A OUT 0 NMOS L=0.2U W=0.8UMP1 OUT 0 1 VDD PMOS L=0.2U W=0.8UMP2 1 A VDD VDD PMOS L=0.2U W=0.8UMP3 1 A 0 0 NMOS L=0.2U W=0.8Ucloadf OUT 0 0.1pVDD VDD 0 DC 5VV A A 0 PULSE(0 6 0 0.1N 1.9N 6N)VB B 0 PULSE(0 4 0 0.1N 1.9N 4N)-PROBE-TRAN 1N 20N UIC-LIB ‘-/HJ.L’TIEND电路逻辑表达式Ｙ＝AB原理图：综合上述仿真给输入的与非门加5V激励电压, 由上述spice仿真波形图知道,当输入都为1时输出为零,当输入有一个为零时输出为1,实现了与非门的基本逻辑功能.如下实验原理图:实验总结通过这次试验令我初步了解了spice软件的基本的用法, 对电路的仿真过程加深了对电路的理解, 而通过波形仿真的结果可以知道仿真网表是否正确, 从而通过修改网表达到网表与原理图逻辑一致。

MOS管相关仿真实验报告
一．MOS管共源放大电路仿真（基本要求）
电路如右图所示，
注意：1）设置静态工作点时，调整电位器Rp，使Vd为5~6V.
2）仿真时输出端必须接负载，否则会报错（可以将阻值设为很大的值来仿真开路情况）
放大电路仿真验证设计与仿真要求
(1)电路图
(2)静态工作点:ID、VGs、Vs
得ID=1.34862mA，VGs=2.16362V，Vs=1.41740V
(3)输入、输出电压波形,并计算电压增益A
即得电压增益为Av=45.4773
(4)幅频响应曲线:db((vo)(vs:+),测中频增益、上限频率fH和下限频率fL
如图，由图可知，测得中频增益为45.5854，上限频率fH=797.844kHz，下限频率fL=33.4688Hz (5)相频响应曲线:Vp(Vo)-p(vs:+)或p(V(vo)/Vvs:+))
(6)输入电阻的频率响应:Ri—V(v(i))/I(Vs)
(7)输出电阻的频率响应:Ro—V(V(o))/I(Vs)
(8)非线性失真现象
1)将Rp调整为最大值,做静态分析和瞬态分析,记录静态工作点和波形。

静态分析如下
瞬态分析如下
2)将Rp调整为最小值(不能为0,0是非法值),再做静态分析和瞬态分析,记录静态工作点和波形。

(如果发现没有失真,可以增大输入信号幅值。

)
静态分析如下
瞬态分析如下
由于此时失真不明显，故将输入振幅调至9V得到波形如下
得到明显失真图像。

选做部分
二．MOS管特性曲线仿真任务一：MOSFET输出特性曲线仿真
任务二：MOSFET转移特性曲线仿真。

点击 measurement tool 按钮，弹出 measurement 对话框
黑龙江大学集成电路与集成系统
Cosmos Scope——测量
黑龙江大学集成电路与集成系统
Cosmos Scope——计算器使用
1、鼠标左键点击待计算信 号，使其选中
2、在输入栏内点击鼠标右 键，输入选中信号
3、如此反复，将待运算信 号输入，然后点击运算符号
找.lis文件中关于不收敛的原因 使用.nodeset和.ic语句自行设置部分工作点的偏置 。 直流扫描中电压或电流变化太快，通过增加ITL2来保证收敛，.option ITL2是在直
流扫描分析中在每一步允许迭代的次数，通过增加迭代次数，可以在电压或电流变 化很快的点收敛 。 由于MOS管线性区和饱和区之间的不连续，Newton-Raphson算法在不连续点处进 行迭点计算产生震荡，可以通过增减仿真步长值或改变仿真初始值(范围)来保证收 敛。 瞬态分析不收敛主要是由于快速的电压变化和模型的不连续，对于快速的电压变化 可以通过改变分析的步长值来保证收敛。 瞬态分析，默认采用Trapezoidal算法，精度比较高，但容易产生寄生振荡，采用 GEAR算法作为滤波器可以滤去由于算法产生的振荡，具有更高的稳定性。 瞬态分析先进行直流工作点的计算，将计算结果作为瞬态分析在T0时刻的初始值， 再通过Newton-Raphson算法进行迭代计算，在迭代计算过程中时间步长值是动态变 化的，.tran tstep中的步长值并不是仿真的步长值，只是打印输出仿真结果的时 间间 隔的值，可以通过调整.options lvltim imax imin来调整步长值 。
放置阶层
放置端口
指示管脚不连接
放置阶层引脚
添加文字
Place part Place wire

CMOS模拟集成电路设计与仿真实验指导书模拟集成电路原理实验指导书二零一二年五月实验1 集成电路版图识别与提取一、实验目的随着IT产业的迅速发展，集成电路在国民经济和国防建设中的地位日益突出。

IC设计技术尤显重要。

版图识别与提取是微电子IC逆向设计的关键技术。

一方面可借鉴并消化吸收先进、富有创意的版图设计思想、结构。

建立自己的版图库；另一方面通过分析、优化已有版图可将原有芯片的性能加以改进提高。

本实验是基于微电子技术应用背景和《模拟集成集成电路》课程设置及其特点而设置，目的在于：1增加对塑封、陶瓷封装等不同封装形式的感性认识；2 增加对硅圆片、芯片的感性认识；3 学习并掌握集成电路版图的图形识别、电路拓扑结构提取。

4能对提取得到的电路进行功能分析、确定，并可运用EDA软件展开模拟仿真。

二、实验原理本实验重点放在版图识别、电路拓扑提取、版图编辑三大模块，实验流程如下：三、实验内容1．观察典型集成电路的封装形式；2．观察集成电路成品剖片的电路结构；3．观察硅圆片与未封装的芯片；4．在芯片上找出划片槽、测试单管、分布在芯片边缘的压焊点、对位标记，并测出有关图形的尺寸和间距。

仔细观察芯片图形的总体布局，找出电源线、地线、输入端、输出端以及相应的压焊点；6．判断集成电路的工艺类别；7．根据以上判断、提取芯片上图形所示电路图的拓扑结构；复查、修正，并进行仿真验证。

四、实验步骤1．观察典型集成电路的封装形式；2．对集成电路成品剖片的电路结构进行观察；3．观察测试单管。

仔细观察芯片的布局布线，找出电源线和地线。

4．确定芯片工艺类别，分清单个的元件结构，提取版图电路拓扑结构五、实验报告1．版图识别与提取过程总结2．绘出所提版图的电路拓扑结构六、附：版图照片（含铝线照片）：金属1层去铝线照片衬底层课下思考练习: 金属1层去铝线照片衬底层实验2CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验目的与意义随着IT产业的迅猛发展，微电子集成电路在通讯、计算机及其他消费类电子产品中的重要地位日益突出，而IC的生产和设计技术水平是决定IC芯片性能的两大要素。

微电子技术实验报告实验名称：MOS管的静态特性测量实验目的：1.了解MOS管的结构和工作原理；2.掌握MOS管的静态特性测量方法；3.熟悉MOS管静态特性参数的测量技术。

实验仪器和器件：1.函数发生器；2.示波器；3.DC稳压电源；4.万用表；5.n沟道MOS管一个。

实验原理：MOS（金属-氧化物-半导体）管是一种在集成电路中广泛应用的器件。

它由金属栅极、氧化层和半导体衬底组成。

MOS管分为n沟道和p沟道两种，本实验使用的是n沟道MOS管。

实验步骤：1.连接实验电路图，将函数发生器的正负极分别接到D极和S极，将示波器的探头接到D极和地。

2.打开仪器电源，设定适当的电压和频率。

3.通过变化函数发生器的输入电压，观察示波器上的输出波形。

4.记录输入电压和输出电压的数值，计算电流的数值。

5.重复步骤3和步骤4，分别改变输入电压和DC稳压电源的电压，测量不同情况下的电流。

实验数据处理：曲线图可以直观地反映MOS管的静态特性。

根据曲线图可以得出以下结论：1.当输入电压增大时，输出电压也随之增大，电流也随之增大；2.当输入电压过大时，MOS管会发生饱和，输出电压几乎不再增大；3.当输入电压为负时，MOS管处于关断状态，输出电流接近于0。

实验结论：本实验通过测量MOS管的静态特性，掌握了MOS管的基本工作原理和参数测量方法。

实验数据和曲线图反映出了MOS管的输入输出特性，并能根据曲线判断MOS管的工作状态。

此外，实验还加深了对MOS管的理论知识的理解，在实践中提高了实际操作能力。

附图：。

0.18um nmos场效应晶体管器件仿真程序一、引言0.18um nmos场效应晶体管是目前集成电路中常用的器件之一，其性能的仿真和分析对于集成电路设计和工艺优化至关重要。

在进行器件仿真之前，需要搭建仿真程序来进行相关的模拟和分析工作。

本文将介绍一个针对0.18um nmos场效应晶体管器件的仿真程序，包括搭建环境、仿真步骤以及结果分析。

二、搭建仿真环境我们需要选择合适的仿真软件来搭建仿真环境。

在市面上比较知名的仿真软件有Cadence、Synopsys、Ansys等，选择合适的仿真软件是很重要的一步。

在本文中，我们选择了Cadence公司的仿真软件，因为它在集成电路仿真领域有较强的实力和口碑。

在选择了合适的仿真软件之后，我们需要进行仿真环境的搭建。

这包括安装软件、配置环境、导入器件库等工作。

在这一步需要特别注意软件版本和器件库的选择，确保与所仿真的器件相匹配。

三、仿真步骤1. 模型建立在搭建好仿真环境之后，我们需要建立0.18um nmos场效应晶体管的模型。

这包括提取器件的参数、建立器件的原理模型等。

在建立模型的过程中，需要充分了解器件的物理特性，确保建立的模型能够准确反映器件的性能特点。

2. 电路设计在模型建立完成之后，我们需要设计具体的电路。

这包括搭建电路的原理图、进行仿真电路的布局和连线等工作。

在设计电路的过程中，需要考虑到仿真的目的，选择合适的测试点和激励信号。

3. 仿真分析设计好电路之后，我们就可以进行仿真分析了。

这包括输入合适的激励信号，对电路进行直流、交流、脉冲等多种仿真分析。

在仿真的过程中，需要注意仿真的准确性和稳定性，确保得到可靠的仿真结果。

四、结果分析在进行了仿真分析之后，我们需要对仿真结果进行详细的分析。

这包括从直流特性、交流特性和脉冲响应等多个方面对器件的性能进行评估。

通过对仿真结果的分析，可以对器件的性能进行全面的了解，为后续的工艺优化和电路设计提供参考。

五、总结通过本文的介绍，我们可以了解到针对0.18um nmos场效应晶体管器件的仿真程序搭建过程。

专业实验报告1.使用S-Edit 设计基本组件符号本实验主要以CMOS 的电路类型来学习Tanner Pro 软件的使用。

CMOS 电路的基本组件为NMOS，PMOS 等。

在S-Edit 中可建立如PMOS、NMOS、电阻、电容等组件符号，并可设置组件的各种性质，如NMOS 组件的信道宽度、信道长度等。

在本章中将以详细的步骤引导读者建立NMOS 组件及Vdd组件，并学习S-Edit 的基本功能。

主要的操作流程为: 建立新文件---环境设置---切换模式---绘制NMOS 符号---加入组件接脚---建立组件特性---更改模块名称---新增Vdd模块---切换模式---绘制Vdd符号---加入全域接脚。

2．使用S-Edit 设计简单逻辑电路在本实例中利用s-Edit将PMOS 与NMOS 组合成简单的逻辑电路，包括反相器(NOT)与与非门(NAND)，并以详细的步骤来引导读者学习s-Edit 的基本功能。

操作流程:进入S-Edit---建立新文件---环境设置---引用模块---建立反相器电路与符号---新增模块---建立与非门电路与符号。

编辑反相器电路会利用到NMOS, PMOS, Vdd与Gnd这4 个模块，所以要从组件库中复制NMOS, PMOS, Vdd与Gnd这4 个模块到Exl文件，并在Module0 中编辑画面引用。

其方法为:选择Module---Symbol Browser 命令，打开Symbol Browser 对话框，在Library 列表框中选取spice 组件库，其内含模块出现在Modules 列表框中，在Modules 列表框中选取MOSFET_N 选项(NMOS)，单击Place 按钮及Close按钮，则在Module0编辑窗口内将出现MOSFET_N 的符号。

以同样操作选出MOSFET_P 选项(PMOS)后单击Place 按钮，先不要单击Close 按钮，再选出Vdd与Gnd符号并在每次选择后分别单击Place 按钮，最后单击Close 按钮则出现如图3.6 所示的界面。

南京邮电大学课内实验报告课程名：微电子器件设计任课教师：专业：微电子学学号：姓名：2014/2015学年第2学期南京邮电大学电子科学与工程学院《微电子器件设计》课程实验第 1 次实验报告实验内容及基本要求：实验项目名称：NMOS晶体管的器件模拟实验类型：验证每组人数：1实验内容及要求：内容：采用MEDICI仿真软件验证NMOS晶体管电特性。

要求：能够用MEDICI编制程序、会分析NMOS关键参数对电特性的影响。

实验考核办法：实验结束要求写出实验报告。

内容如下：1、问题的分析与解答；2、结果分析，并将结果返回到器件的实际设计中；3、器件设计的进一步思考。

实验结果：（附后）实验代码如下：TITLE Avant! MEDICI Example 1 - 1.5 Micron N-Channel MOSFET COMMENT Specify a rectangular meshMESH SMOOTH=1X.MESH WIDTH=3.0 H1=0.125Y.MESH N=1 L=-0.025Y.MESH N=3 L=0.Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.125Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.250COMMENT Eliminate some unnecessary substrate nodesELIMIN COLUMNS Y.MIN=1.1COMMENT Increase source/drain oxide thickness using SPREADSPREAD LEFT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2SPREAD RIGHT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2 COMMENT Use SPREAD again to prevent substrate grid distortion SPREAD LEFT WIDTH=100 UP=3 LO=4 Y.LO=0.125COMMENT Specify oxide and silicon regionsREGION SILICONREGION OXIDE IY.MAX=3COMMENT Electrode definitionELECTR NAME=Gate X.MIN=0.625 X.MAX=2.375 TOPELECTR NAME=Substrate BOTTOMELECTR NAME=Source X.MAX=0.5 IY.MAX=3ELECTR NAME=Drain X.MIN=2.5 IY.MAX=3COMMENT Specify impurity profiles and fixed chargePROFILE P-TYPE N.PEAK=3E15 UNIFORM OUT.FILE=MDEX1DS PROFILE P-TYPE N.PEAK=2E16 Y.CHAR=.25PROFILE N-TYPE N.PEAK=2E20 Y.JUNC=.34 X.MIN=0.0 WIDTH=.5+ XY.RAT=.75PROFILE N-TYPE N.PEAK=2E20 Y.JUNC=.34 X.MIN=2.5 WIDTH=.5+ XY.RAT=.75INTERFAC QF=1E10PLOT.2D GRID TITLE="Example 1 - Initial Grid" FILL SCALE COMMENT Regrid on dopingREGRID DOPING LOG IGNORE=OXIDE RATIO=2 SMOOTH=1+ IN.FILE=MDEX1DSPLOT.2D GRID TITLE="Example 1 - Doping Regrid" FILL SCALE COMMENT Specify contact parametersCONTACT NAME=Gate N.POLYCOMMENT Specify physical models to useMODELS CONMOB FLDMOB SRFMOB2COMMENT Symbolic factorization, solve, regrid on potentialSYMB CARRIERS=0METHOD ICCG DAMPEDSOLVEREGRID POTEN IGNORE=OXIDE RATIO=.2 MAX=1 SMOOTH=1+ IN.FILE=MDEX1DS+ OUT.FILE=MDEX1MSPLOT.2D GRID TITLE="Example 1 - Potential Regrid" FILL SCALE COMMENT Solve using the refined grid, save solution for later use SYMB CARRIERS=0SOLVE OUT.FILE=MDEX1SCOMMENT Impurity profile plotsPLOT.1D DOPING X.START=.25 X.END=.25 Y.START=0 Y.END=2+ Y.LOG POINTS BOT=1E15 TOP=1E21 COLOR=2+ TITLE="Example 1 - Source Impurity Profile"PLOT.1D DOPING X.START=1.5 X.END=1.5 Y.START=0 Y.END=2+ Y.LOG POINTS BOT=1E15 TOP=1E17 COLOR=2+ TITLE="Example 1 - Gate Impurity Profile"PLOT.2D BOUND TITLE="Example 1 - Impurity Contours" FILL SCALE CONTOUR DOPING LOG MIN=16 MAX=20 DEL=.5 COLOR=2 CONTOUR DOPING LOG MIN=-16 MAX=-15 DEL=.5 COLOR=1 LINE=2Medici运行后仿真图如下：思考题。

MEDICI仿真NMOS器件晶体管TITLE TMA MEDICI Example 1 - 1.5 Micron N-Channel MOSFET给本例子取的标题，对实际的模拟无用COMMENT语句表示该行是注释MESH SMOOTH=1创建器件结构的第一步是定义一个初始的网表(见图1),在这一步中网表不需要定义得足够精确,只需要能够说明器件的不同区域,在后面我们会对该网表进行优化.网表的生成是由一个MESH语句开始的,MESH语句中还可以对smoothing进行设置(好的smoothing可以把SPREAD语句产生的钝角三角形带来的不利影响减小).X.MESH WIDTH=3.0 H1=0.125X.MESH和Y.MESH语句描述了初始网表是怎样生成的,X.MESH用来描述横向的区域.在此例子中,X.MESH语句中的H1=0.125说明在横向区域0—WIDTH之间垂直网格线水平间隔为0.125微米(均匀分布).Y.MESH N=1 L=-0.025Y.MESH用来描述纵向的区域,在这参数N指第一条水平网格线,L指位于－0.025微米处Y.MESH N=3 L=0.第三条水平线位于0微米处在这个例子中头三条水平线用来定义厚度为0.025微米的二氧化硅(栅氧).Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.125这条语句添加了一个1微米深(DEPTH)的,垂直向网格线均匀间隔0.125微米(H1)的区域Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.250添加了一个1微米深的,垂直向网格线均匀间隔0.250微米的区域ELIMIN COLUMNS Y.MIN=1.1该语句将1.1微米(Y.MIN)以下的网格线隔列(COLUMNS)删除,以减小节点数SPREAD LEFT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2SPREAD语句用来对网格线进行扭曲,以便更好的描述器件的边界.这个SPREAD语句将前三条网格线在左边(0-WIDTH之内, WIDTH在这里以过渡区域的中点为准。