专利名称：Mos晶体管噪声模型形成方法、装置和电路模拟方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及MOS晶体管噪声模型形成方法、装置和电路模拟方法。
背景技术：
随着CMOS技术中器件尺寸的持续缩小，对于模拟电路来说，栅电压下漏端电流的l/f桑声参数变得越来越重要，漏端电流的l/f噪声越大，放大器、数模转换器或者模数转换器中的信噪比(SNR)越小。因此，在电路设计中，需精确控制漏端电流的1/f喿声参数，而对l/f噪声参数的控制的关键在于所采用的模型的精确程度。
目前，比较流行的MOS晶体管模型主要是BSIM (Berkeley Short-channelIGFET Model )模型，在BSIM模型中通常采用其中的SPICE ( SimulationProgram with Integrated Circuit Emphasis )才莫型，SPICE模型有两个主要的版本HSPICE和PSPICE, HSPICE主要应用于集成电路设计，而PSPICE主要应用于PCB净反和系统级的i殳计。
MOS晶体管模型中的电流噪声密度模型是MOS晶体管一个非常重要的性能指标，通常采用下式作为其数学模型
其中，《,、A为与温度无关的常数，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，i^为MOS晶体管的有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体管的跨导，/为频率，Sid为电流噪声密度。在HSPICE使用手册的2005年9月版本中第119页还可以发现更多与上述技术方案相关的信息。
采用上述MOS晶体管的电流噪声密度模型模拟了沟道导电类型为n型的MOS晶体管在-40。C、 25。C和125。C温度下的电流噪声密度，如图l中曲线所示，可以看出，在上述三种温度下，三条曲线所代表的三个温度下的电流噪声密度无法区分，说明采用现有技术的MOS晶体管的噪声模型无法模拟温度对电流噪声的影响。
然而，当电路在实际工作中，器件温度通常比室温要高，而不同温度下电流噪声密度Sid值与频率f的关系是不同的。图2给出沟道导电类型为n型的MOS晶体管在实际工作中的三个温度(-40。C, 25。C和125。C)下的电流噪声密度Sid值与频率f的关系。图2中三条细曲线分别表示125。C, 25。C和-40。C的噪声曲线，为了清楚起见，平滑了三条噪声曲线并分别用曲线I、 II和III表示，曲线I代表在125。C下的电流噪声密度Sid和频率f的关系，曲线II代表在25。C下的电流噪声密度Sid和频率f的关系，曲线III代表在-25 °C下的电流噪声密度Sid和频率f的关系，可以看出，在不同工作温度下，沟道导电类型为n型的MOS晶体管的电流噪声密度不同。
因此，现有技术的BSIM的MOS晶体管模型的噪声模型仅描述了MOS晶体管在常温下的噪声特性，而没有考虑MOS晶体管的温度变化效应的影响，这与在实际中沟道导电类型为n型的MOS晶体管在不同温度下的电流噪声密度表现不同而不相符。同时由于现有技术中的MOS晶体管的噪声模型未考虑温度与噪声关系，在进行电路设计和模拟过程中，会影响电路设计的精确度，从而影响整个电路的性能。
发明内容
本发明解决的问题是提供MOS晶体管噪声模型形成方法、装置和电路模拟方法，提高电路设计的精确度。
为解决上述问题，本发明提供一种MOS晶体管噪声模型的形成方法，包括在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值；根据所述测试值和MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系
Sid =
广r 、
——1
」
■VI
> ,获得常温系数《,。和 的值，其中，Tn为
常温的温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，i^为MOS晶体管的有效沟道长度，W,为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体
管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数；改变测试温度，获得MOS晶体管在不同温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值；根据各温度下的测试值、常温系数《,。和^,。的值、以及电流噪声密度Sid和频率/的数学
关系Sid =-
〖
/0
1 + 5.——1
〔r"
J
Jf0.| --
获得与不同温度对应的
1 + B(;-1)
l + i(丄-1)
的值；拟合温度T与《
/o
1 + B.(|-1)
和
的值，获得参数A和B的值,
可选地，所述获得常温系数^。和^,。的值的步骤为将电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值中的电流噪声密度Sid和频率/取对数，所述电流噪声密度Sid和频率/对数关系的斜率为常温系数々的1/2的值；将电流噪声密度Sid和频率/测试值、^。的值代入电流噪声密度Sid和频率/的数学关系Sid
，获得常温系数&。的值
可选地，所述常温Tn为25 °C 。
可选地，所述各温度下的测试值包括常温下电流噪声密度Sid和频率/对 应的测试J直。
可选地，所述测试温度范围为-50°C ~ 150°C 。
可选地，所述gm为在漏源电压Vds和4册源电压Vgs均为1.8V电压下的3争
导-
本发明还提供一种MOS晶体管噪声模型的形成装置，包括常温测试单 元，用于在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试 值；曲线方程单元，用于提供MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数
学关系Sid二-
<formula>formula see original document page 9</formula>
;其中，K,。和^。为常温系数，Tn为
，
常温的温度，c。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，4#为MOS晶 体管的有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体
管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数；常温系数确定单元，用于 根据常温测试单元的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值、以及曲线方程 单元中的MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系，获得常温系 数《,。和J,。的值；测试单元，用于在不同温度下获得MOS晶体管的电流噪声 密度Sid和频率/对应的测试值；参数确定单元，用于根据各温度下的电流噪 声密度Sid和频率/对应的测试值、常温系数确定单元中的常温系数K,。和^。的值、以及曲线方程单元中的MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数
学关系，获得上述数学关系中的与不同测试温度对应的K
<formula>formula see original document page 10</formula>
的值，拟合温度T与〖
<formula>formula see original document page 10</formula>
和
的
值，获得参数A和B的值。
可选地，所述各温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值包括常 温测试单元的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值以及测试单元的电流 噪声密度Sid和频率/对应的测试值。
可选地，所述常温系数确定单元获得常温系数尺,。和j/Q的值的步骤为
将电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值中的电流噪声密度Sid和频率/取 对数，所述电流噪声密度Sid和频率/对数关系的斜率为曲线方程单元中的常 温系数4。的1/2的值；将电流噪声密度Sid和频率/测试值、4。的值代入曲 线方程单元中的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系
<formula>formula see original document page 10</formula>
，获得常温系数&。的值
可选地，所述常温为25。C。
可选地，所述测试温度范围为-50。C ~ 150°C。
可选地，所述gm为在漏源电压Vds和4册源电压Vgs均为1.8V电压下的3争
导'
本发明还提供一种含有MOS晶体管的电路模拟方法，包括以下步骤提 供MOS晶体管的模块库，所述MOS晶体管的模块库根据半导体工艺分为不 同次级模块库；根据工艺选取MOS晶体管的次级模块库，其中，所述次级模块库含有根据MOS晶体管的沟道导电类型、工作电压范围分类的不同MOS 晶体管模型，所述MOS 晶体管模型中的噪声模型为
、 # 、#
温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，L《为MOS晶体管的
有效沟道长度，W《为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体管的跨
导，T为温度，A和B为与温度相关参^t; 4艮据MOS晶体管的沟道导电类型 和工作电压范围从所述次级模块库选取MOS晶体管模型；把选定的MOS晶 体管的模型放入电路中进行模拟。
可选地，所述常温为25。C。
可选地，所述温度T范围为-50。C ~ 150°C。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点通过获得常温系数《,。和 的值以及参数A和B的值，在MOS晶体管的噪声模型中加入温度的影响， 使得MOS晶体管的噪声模型更为精确，根据该MOS晶体管的噪声模型获得 的电路的模拟结果与该电路在实际工作中的电流噪声系数(Sid)与频率(f) 的关系更为吻合。
图1是采用现有技术的MOS晶体管的噪声模型模拟的n型的MOS晶体 管的在不同温度下的电流噪声系数(Sid)与频率(f)的关系；
图2是实际工作中的n型的MOS晶体管的在不同温度下的电流噪声系数 (Sid)与频率(f)的关系；
图3是本发明的一个MOS晶体管的噪声模型的形成方法的
具体实施例方式
其中，、。和^。为常温系数，Tn为常温的
的流程示意图4是本发明的一个实施例的MOS晶体管的噪声模型的形成装置的示意
图5是本发明的一个电路模拟方法的具体实施方式
的流程示意图。
具体实施例方式
本发明通过获得常温系数〖,。和j,。的值以及参数A和B的值，在MOS
晶体管的噪声模型中加入温度的影响，使得MOS晶体管的噪声模型更为精 确，根据该MOS晶体管的噪声模型获得的电路的模拟结果与该电路在实际工 作中的电流噪声系数(Sid)与频率(f)的关系更为吻合。
首先，本发明提供MOS晶体管的噪声模型的形成方法的一个具体实施方 式的流程示意图，参照图3，包括如下步骤
执行步骤S101 ，在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/ 对应的测试值。
执行步骤S102，根据MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数学关
和J,。为常温系数，Tn为常温的温度，C。x为MOS晶体管的栅介质层的单位面 积电容，为MOS晶体管的有效沟道长度，为MOS晶体管的有效沟道 宽度，§01为MOS晶体管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数。
执行步骤S103，改变测试温度，获得MOS晶体管的在各温度下的电流 噪声密度Sid和频率/对应的测试值；根据电流噪声密度Sid和频率/的数学
系<formula>formula see original document page 12</formula>
,获得常温系数i^。和^。的值，其中，《关系<formula>formula see original document page 13</formula>,获得与不同测试温度对应的
<formula>formula see original document page 13</formula>^(7—1)
的值；拟合温度T与《
/0
l + B-(丄-1)
和
7>2
的值，获得参数A和B的值。 所述步骤S102中获得常温系数K,。和 的值的步骤为将电流噪声密度
Sid和频率/对应的测试值中的电流噪声密度Sid和频率/取对数，所述电流 噪声密度Sid和频率/对数关系的斜率为曲线方程单元中的常温系数a。的1/2 的值；将电流噪声密度Sid和频率/测试值、j,。的值代入曲线方程单元中的
电流噪声密度Sid和频率/的数学关系Sid =
《
/0
1 + 5-
丄—i
COT.『e#.. /
々0
、r"
> ,获得
常温系数《,。的值。
所述电流噪声密度Sid和频率/的数学关系式中的常温Tn为25 °C 。 所述gm为在漏源电压Vds和4册源电压Vgs均为1.8V电压下的^争导。
所述MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容CJ艮据公式C。x =&获得，
其中，^为栅介质层的介电常数，d为栅介质层的厚度。
所述步骤S103中的测试温度范围为-50。C ~ 150°C。所述拟合温度T与
/0
l + B.(f -1)
和爿
l+丄(;-l)
的值为采用微软的excel软件进行拟合，
举例来说，具体步骤为将力。、《,。的值代入电流噪声密度Sid和频率/的数学关系SicU-
1 + 5-1 *■， 、 乂5"m
2 々0 co;c 『e# .丄w . /l+A(丄-1〕 .〔r" 人，将电流噪声密度Sid和频率/测试的
数据画于由电流噪声密度Sid和频率/构成的坐标中，其中电流噪声密度Sid 作为y轴，频率/作为x轴，且均取10的对数坐标，同时对电流噪声密度Sid
和频率/的数学关系Sid二
《
/0
1 + 5-
丄一 7>z
々0'| —-
取IO的对数，获得与温
度对应的《
/0
l + B《一l)
作为y值，将(丄-l)作为x值，采用微软的excel软件，拟合x和y组成的数 据点成拟合曲线，根据拟合曲线的斜率确定参数B的值；然后将
l".(;—1)
的值，将〖
/0
l + B.(;一l)
的值
'/0
l + i(丄-l)
的值作为y值，将(丄-i)作为x值，采用微软的excel软件，
7h
拟合x和y组成的数据点成拟合曲线，根据拟合曲线的斜率确定参数A的值,
i+b(——1)
7>
的值作为y
在确定参数A和B的值的过程中，还可以将《,。.
值，将温度T作为x值，采用微软的excel软件，拟合x和y组成的数据点成 拟合曲线，根据拟合曲线的斜率和截距确定参数B的值；然后将
爿
■/o
l +爿.(丄-1) r"
的值作为y值，将T作为x值，采用微软的excel软件，拟
合x和y组成的数据点成拟合曲线，根据拟合曲线的斜率和截距确定参数A 的值。
基于上述步骤后形成本发明的MOS晶体管的噪声模型，所述MOS晶体管噪声模型为Sid二
〖
l丫
1 + 5-
丄
,其中，K,。和^为常温系数
Tn为常温的温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，4#为MOS 晶体管的有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶
体管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数。
所述常温为25°C ，所述测试温度范围为-50。C ~ 150'C ，所述参数A和B 的值与MOS晶体管的形成工艺有关，所述gm为在漏源电压Vds和栅源电压 Vgs均为1.8V电压下的跨导。所述MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容C。，
为根据公式获得C。,i,其中，f。,为栅介质层的介电常数，d为栅介质层的 厚度。
本发明还提供一种MOS晶体管噪声模型的形成装置，参照图4，包括
常温测试单元201,用于在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid 和频率/对应的测试^直。
曲线方程单元202,用于提供MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的
数学关系SicU
〖
/0
1 + 5.——i 〔r"
cra.『e#.. /
其中，K,。和^。为常温系数，Tn为
，
常温的温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，丄￡//为MOS晶 体管的有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体 管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数。
常温系数确定单元203，用于根据常温测试单元201的电流噪声密度Sid 和频率/对应的测试值、以及曲线方程单元202中的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系，获得常温系数尺,。和^。的值
，
测试单元204,用于在不同温度下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid 和频率/对应的测试值。
参数确定单元205,用于根据各温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应 的测试值、常温系数确定单元203中的常温系数K,。和4。的值、以及曲线方 程单元202中的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系，获得与不同测试温度
对应的〖
〖
/0
/0
i+b.(;-i)
和J
./0
l +爿(——1)
i+b-(——1)
和j
/0
1 + ^,(7-1)
的值，拟合温度T与 的值，获得参数A和B的值。所述各温
度下的电流噪声密厌sid，观平/可胜的沙n式值^彷，—'/血測w
噪声密度Sid和频率/对应的测试值、以及测试单元204的电流噪声密度Sid 和频率/对应的测试值。同时，各温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的 测试值还可以不包括常温测试单元201的电流噪声密度Sid和频率/对应的测 试值，在此不应过多限制本发明的保护范围。
所述常温为25。C,所述测试温度范围为-50。C ~ 150°C，所述参数 和B 的值与MOS晶体管的形成工艺有关，所述gm为在漏源电压Vds和栅源电压 Vgs均为1.8V电压下的跨导。所述MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容C。，
为根据公式获得C。， ，其中，、为栅介质层的介电常数，d为栅介质层的 厚度。
所述MOS晶体管噪声模型的形成装置以如下方式工作，首先常温测试单 元201在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值； 曲线方程单元202提供MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系<formula>formula see original document page 17</formula>其中，ii:,。和^。为常温系数，Tn为常温的
i/0
温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，L^为MOS晶体管的
有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体管的跨
导，T为温度，A和B为与温度相关参数；接着，常温系数确定单元203根 据常温测试单元201的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值、以及曲线方 程单元202的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系，获得常温系数夂,。和j,。
的值；测试单元204在不同温度下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频 率/对应的测试值；参数确定单元205根据各温度下的电流噪声密度Sid和频 率/对应的测试值、常温系数确定单元203中的常温系数《,。和4。的值、以及 曲线方程单元202中的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系，获得与不同测
-逸温度^j"应的〖
l + B.(丄-l)
和爿
■/0
l + i(丄-l)
的值，拟合温度T与
〖
/0
1 + B.(;-1)
和爿
■/0
的值，获得参数A和B的值。所述各温
度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值包括常温测试单元201的电流 噪声密度Sid和频率/对应的测试值、以及测试单元204的电流噪声密度Sid 和频率/对应的测试值。同时，各温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的 测试值还可以不包括常温测试单元201的电流噪声密度Sid和频率/对应的测 试值，在此不应过多限制本发明的保护范围。
所述常温为25。C，所述测试温度范围为-50。C ~ 150°C，所述参数A和B 的值与MOS晶体管的形成工艺有关，所述gm为在漏源电压Vds和栅源电压 Vgs均为1.8V电压下的跨导。所述MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容C。，
为根据公式获得(^=%,其中，^为栅介质层的介电常数，rf为栅介质层的厚度。
本发明还提供一种含有MOS晶体管的电路模拟方法，参照图5为本发明 的电路^t拟方法的一个具体实施方式
的流程示意图，包括以下步骤
首先，执行步骤S301,提供MOS晶体管的模块库，所述MOS晶体管的 模块库根据半导体工艺分为不同次级模块库。
执行步骤S302,根据工艺选取MOS晶体管的次级模块库，其中，所述 次级模块库含有根据MOS晶体管的沟道导电类型、工作电压范围分类的不同 MOS晶体管模型，所述MOS晶体管模型中的噪声模型为
温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，^#为MOS晶体管的 有效沟道长度，WV为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体管的跨 导，T为温度，A和B为与温度相关参数。
执行步骤S303,根据MOS晶体管的沟道导电类型和工作电压范围从所 述次级模块库选取MOS晶体管模型。
执行步骤S304，把选定的MOS晶体管的模型放入电路中进行模拟。若 模拟结果符合电路需求，完成模拟过程；若模拟结果不符合电路需求，改变 MOS晶体管的栅极长度和宽度直至符合电路需求。
所述参数A和B的值与MOS晶体管的形成工艺、MOS晶体管的沟道导 电类型、工作电压范围有关。所述MOS晶体管的形成工艺比如包括65nm工 艺、90nm工艺等，所述MOS晶体管的沟道导电类型包括n型和p型，所述 MOS晶体管工作电压范围可以分为士5.0V、 土3.3V、 土2.5V、 士1.8V、 土1.5V、 士1.2V、 士1.0V等。
其中，、。和^。为常温系数，Tn为常温的本发明通过对现有技术中的MOS晶体管的噪声模型
Sid=
l + B.(丄-l) 7>j
中的系数《f和^加入温度的影响，以
和J
/0
代替与温度无关的常数数x,和A，使得
MOS晶体管模型中的噪声模型更为精确，根据该MOS晶体管的噪声模型获 得的电路的模拟结果与该电路在实际工作中的电流噪声系数(Sid)与频率(f) 的关系更为吻合。在电路设计中采用上述噪声模型使电路模拟结果更为可靠。
虽然本发明己以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种MOS晶体管噪声模型的形成方法，其特征在于，包括在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率f对应的测试值；根据所述测试值和MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率f的数学关系<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>Sid</mi><mo>=</mo><msup> <mrow><mo>{</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>K</mi> <mrow><mi>f</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>·</mo><mo>[</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>B</mi><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mi>T</mi><mi>Tn</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>·</mo><msup> <msub><mi>g</mi><mi>m</mi> </msub> <mn>2</mn></msup> </mrow> <mrow><msub> <mi>C</mi> <mi>ox</mi></msub><mo>·</mo><msub> <mi>W</mi> <mi>eff</mi></msub><mo>·</mo><msup> <msub><mi>L</mi><mi>eff</mi> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>·</mo><msup> <mi>f</mi> <mrow><msub> <mi>A</mi> <mrow><mi>f</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>·</mo><mo>[</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>A</mi><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mi>T</mi><mi>Tn</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow></msup> </mrow></mfrac><mo>}</mo> </mrow> <mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn> </mfrac></msup><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2008101136970002C1.tif" wi="67" he="26" top= "59" left = "22" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>获得常温系数Kf0和Af0的值，其中，Tn为常温的温度，Cox为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，Leff为MOS晶体管的有效沟道长度，Weff为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数；改变测试温度，获得MOS晶体管在不同温度下的电流噪声密度Sid和频率f对应的测试值；根据各温度下的测试值、常温系数Kf0和Af0的值、以及电流噪声密度Sid和频率f的数学关系<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>Sid</mi><mo>=</mo><msup> <mrow><mo>{</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>K</mi> <mrow><mi>f</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>·</mo><mo>[</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>B</mi><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mi>T</mi><mi>Tn</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>·</mo><msup> <msub><mi>g</mi><mi>m</mi> </msub> <mn>2</mn></msup> </mrow> <mrow><msub> <mi>C</mi> <mi>ox</mi></msub><mo>·</mo><msub> <mi>W</mi> <mi>eff</mi></msub><mo>·</mo><msup> <msub><mi>L</mi><mi>eff</mi> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>·</mo><msup> <mi>f</mi> <mrow><msub> <mi>A</mi> <mrow><mi>f</mi><mn>0</mn> </mrow></msub><mo>·</mo><mo>[</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>A</mi><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mi>T</mi><mi>Tn</mi> </mfrac> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo> </mrow></msup> </mrow></mfrac><mo>}</mo> </mrow> <mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn> </mfrac></msup><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2008101136970002C2.tif" wi="67" he="26" top= "158" left = "29" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>获得与不同温度对应的 id="icf0003" file="A2008101136970002C3.tif" wi="34" he="10" top= "167" left = "147" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>和 id="icf0004" file="A2008101136970002C4.tif" wi="35" he="10" top= "188" left = "27" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>的值；拟合温度T与 id="icf0005" file="A2008101136970002C5.tif" wi="34" he="10" top= "203" left = "57" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>和 id="icf0006" file="A2008101136970002C6.tif" wi="35" he="10" top= "203" left = "98" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>的值，获得参数A和B的值。
2.根据权利要求1所述的MOS晶体管噪声模型的形成方法，其特征在于， 所述获得常温系数~。和々的值的步骤为将电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值中的电流噪声密度Sid和频率/取对数，所述电流噪声密度Sid和频率/对数关系的斜率为常温系数j,。的1/2 的值；将电流噪声密度Sid和频率/测试值、^。的值代入电流噪声密度Sid> ，获得常温系数Ln的值。
3. 根据权利要求1所述的MOS晶体管噪声模型的形成方法，其特征在于， 所述常温Tn为25°C。
4. 根据权利要求3所述的MOS晶体管噪声模型的形成方法，其特征在于， 所述各温度下的测试值包括常温下电流噪声密度Sid和频率/对应的测试 值。
5. 根据权利要求1所述的MOS晶体管噪声模型的形成方法，其特征在于， 所述测试温度范围为-50°C ~ 150°C 。
6. 根据权利要求1所述的MOS晶体管噪声模型的形成方法，其特征在于， 所述gm为在漏源电压Vds和栅源电压Vgs均为1.8V下的跨导。
7. —种MOS晶体管噪声模型的形成装置，其特征在于，包括 常温测试单元，用于在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值；曲线方程单元，用于提供MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数学> ;其中，[n和An为常温系数，Tn为常温的温度，C。,为MOS晶体管的栅介质层的单位面积电容，4#为MOS晶体 管的有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效沟道宽度，gm为MOS晶体管 的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数；常温系数确定单元，用于根据常温测试单元的电流噪声密度Sid和频率/ 对应的测试值、以及曲线方程单元中的MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频 率/的数学关系，获得常温系数尺,。和 的值；测试单元，用于在不同温度下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频 率/对应的测试值；参数确定单元，用于根据各温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的测 试值、常温系数确定单元中的常温系数《,。和^。的值、以及曲线方程单元中 的MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系，获得上述数学关系中的与不同测试温度对应的《/0温度T与K/ol + B-(丄-1)和^l + B.(丄-1)l + i(丄-1)和爿./o1+^(^-1)的值，拟合的值，获得参数A和B的值,
8. 根据权利要求7所述的MOS晶体管噪声模型的形成装置，其特征在于， 所述各温度下的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值包括常温测试单 元的电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值以及测试单元的电流噪声密 度Sid和频率/对应的测试值。
9. 根据权利要求7所述的MOS晶体管噪声模型的形成装置，其特征在于， 所述常温系数确定单元获得常温系数K,。和 的值的步骤为将电流噪声密度Sid和频率/对应的测试值中的电流噪声密度Sid和频率/ 取对数，所述电流噪声密度Sid和频率/对数关系的斜率为曲线方程单元中的 常温系数^。的1/2的值；将电流噪声密度Sid和频率/测试值、j,。的值代入 曲线方程单元中的电流噪声密度Sid和频率/的数学关系<formula>formula see original document page 4</formula>获得常温系数i^。的值
10. 根据权利要求7所述的MOS晶体管噪声模型的形成装置，其特征在于， 所述常温为25°C。
11. 根据权利要求7所述的MOS晶体管噪声模型的形成装置，其特征在于， 所述测试温度范围为-50。C ~ 150°C。
12. 根据权利要求7所述的MOS晶体管噪声模型的形成装置，其特征在于， 所述gm为在漏源电压Vds和片册源电压Vgs均为1.8V下的3争导。
13. —种含有MOS晶体管的电路模拟方法，其特征在于，包括以下步骤 提供MOS晶体管的模块库，所述MOS晶体管的模块库根据半导体工艺分为不同次级模块库；根据工艺选取MOS晶体管的次级模块库，其中，所述次级模块库含有根 据MOS晶体管的沟道导电类型、工作电压范围分类的不同MOS晶体管模型，尺,。和4。为常温系数，Tn为常温的温度，C。x为MOS晶体管的栅介质层的单 位面积电容，Z^为MOS晶体管的有效沟道长度，W^为MOS晶体管的有效 沟道宽度，gm为MOS晶体管的跨导，T为温度，A和B为与温度相关参数；根据MOS晶体管的沟道导电类型和工作电压范围从所述次级模块库选取 MOS晶体管才莫型；把选定的MOS晶体管的模型放入电路中进行模拟。
14. 根据权利要求13所述的电路模拟方法，其特征在于，所述常温为25。C。
15. 根据权利要求13所述的电路模拟方法，其特征在于，所述温度T范围为-50 °C ~ 150°C。所述MOS晶体管模型中的噪声模型为Sid
全文摘要
一种MOS晶体管噪声模型的形成方法，包括在常温下获得MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率f对应的测试值；根据MOS晶体管的电流噪声密度Sid和频率f的数学关系如图所示，获得常温系数K<sub>f0</sub>和A<sub>f0</sub>的值；改变测试温度，获得MOS晶体管的在不同温度下电流噪声密度Sid和频率f对应的测试值；根据电流噪声密度Sid和频率f的数学关系获得与不同测试温度对应的K<sub>f0</sub>·[1+B·(T/Tn-1)]和A<sub>f0</sub>·[1+A·(T/Tn-1)]的值；拟合温度T与K<sub>f0</sub>·[1+B·(T/Tn-1)]和A<sub>f0</sub>·[1+A·(T/Tn-1)]的测试值，获得参数A和B的值。本发明还提供一种MOS晶体管噪声模型的形成装置及电路模拟方法，通过在MOS晶体管的噪声模型中加入温度的影响，使得在电路设计中模拟结果更为可靠。
文档编号G06F17/50GK101593224SQ20081011369
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月29日 优先权日2008年5月29日
发明者赵芳芳 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司