深亚微米MOS场效应管器件模型Bsim4.5的Verilog-A语言实现

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Bsim4.5是C语言描述的,用于晶体管级电路仿真的,MOS场效应管器件模型。将其转化为VA的形式,可以简化仿真软件与模型之间的输入输出数据处理,统一二者之间的接口函数。Bsim4.5的C语言模型包含有两类接口数据,模型参数输入数据、电流电容输出数据,以及两类接口函数组,参数输入接口函数组、计算输出接口函数组。本文主要通过把BSIM4.5的C语言模型的这两类数据以及两类接口函数组转化成VA的形式,而不用改变模型内部的核心公式运算,从而实现Bsim4.5从C模型到VA模型的转化。同时,本文探讨了在已有成熟的Bsim4.3的VA模型的基础上,根据4.5相对于4.3的不同,将Bsim4.3的VA模型升级到4.5的方法。比较测试,是使用HSPICE作为试验用仿真软件,同时导入Bsim4.5的C模型和Bsim4.5的VA模型,以及成熟的Bsim4.3的VA模型来运行测试网表。测试网表包括,单一MOS场效应管电路,反相器链电路,振荡器环电路,四位进位加法器电路。比较这几种模型的测试结果,VA模型的精度和速度可以达到接近C模型的程度,而同为VA模型的Bsim4.5与Bsim4.3则可以达到完全相同的精度与速度。因此本次研发的Bsim4.5的VA模型已经实现了从C模型的转化。VA模型的改进与优化,以及在晶体管级电路仿真中的使用都要比C模型简单得多。
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