如何在电流固定情况下，仿真MOS跨导与过驱动电压的关系

Polestar-Volvo

在cadence前仿环境下，想仿真NMOS的gm与V_ov的关系，前提是电流固定。
开始的想法是漏极接了一个恒流源，大小是为一饱和电流Id，管子的宽W，栅电压Vgs作为变量。
扫描Vgs从0---VDD，但是仿真查看参数发现管子最终都会进入线性区，且Id设置不当会击穿MOS，奇怪的是漏电流也并不是固定的，请问这是为啥呀，还有大家有什么好的思路吗？

ol0930

可以尝试增加PMOS电流镜隔离恒流源，MOS漏端直接接恒流源时的漏端电压，跟电路实际工作时的漏端电压是不一样的。

iamtorres9

首先看公式：gm=2*id/vds，该公式适用于工作在饱和区得管子。
其次看你搭得电路，当你增大vgs得时候，vgs-vth也就是过驱动电压增大，但是由于你的ds电压被恒流源限制了，所以vgs继续增大导致vds<vgs-vth，管子进入线性区，也就是你看到得电流变化比较大。
综上，要是在不改变电路得前提下，你只需要使用饱和区部分得信息即可，可以把管子得region参数同时显示出来，留意region得变化。

Polestar-Volvo

   

iamtorres9 发表于 2021-4-5 10:20
首先看公式：gm=2*id/vds，该公式适用于工作在饱和区得管子。
其次看你搭得电路，当你增大vgs得时候，vgs-v ...

感谢回复，我看了下MOS的状态，饱和区间很小，而且即使在饱和区，漏端的ids并非是恒定的 ，可能是W变量不能自动随Vgs变化而变化的缘故，那在仿真的时候如何在改变Vgs的时候同时改变W以维持Ids不变呢？

Polestar-Volvo

   

ol0930 发表于 2021-4-5 08:22
可以尝试增加PMOS电流镜隔离恒流源，MOS漏端直接接恒流源时的漏端电压，跟电路实际工作时的漏端电压是不一 ...

我加了个电流镜上去，这样漏端的ids变化能想通了，我怀疑是管子W设置问题，导致仿真过程中不会发生变化。即使后期电流恒定，从channel length modulation效应看，Vds最终都会减小从而让管子进入线性区，从而达不到设计要求。那我应该怎样设置变量W，让W能够随着Vgs变化而变化，使得维持Ids不变呢

xlteam2

very good

xuwenwei

你把nmos变成二极管连接方式在给电流源仿真看看

ol0930

gm和Vov的关系建立在“mos工作在饱和区”的基础上，因此vgs扫描0-VDD是不合理的（具体设置请根据饱和区的判别条件）。
考虑一下vgs的区间该怎么取，这个做好了再来谈其他的。