使用Verilog-A实现常见nmos管的建模代码,要求详细的代码

时间: 2024-02-03 20:13:18 浏览: 29
以下是一个简单的 nmos 晶体管 Verilog-A 建模代码的示例: ``` `include "constants.vams" module nmos_v1 (drain, gate, source, body, vbs, vgs, vds, ids); // 定义端口 inout drain, source, gate, body; input vbs, vgs, vds; output ids; // 定义参数 parameter REAL W = 1e-6; // 晶体管宽度 parameter REAL L = 1e-6; // 晶体管长度 parameter REAL tox = 2.5e-9; // 氧化层厚度 parameter REAL nsub = 1e16; // 衬底掺杂浓度 parameter REAL eps_ox = 3.9*8.854e-12; // 氧化层介电常数 parameter REAL eps_si = 11.7*8.854e-12; // 硅介电常数 parameter REAL mu = 0.05; // 迁移率 // 定义局部变量 real Vth; real vdsat; real idsat; real vfb; real phi_f; real eps_eff; real Cox; real Cgs; real Cgd; real Cgb; real Cdb; real gamma; real lambda; real W_eff; real L_eff; real Vgs; real Vds; real Vbs; real VT; real VG; real VD; real VSB; real ID; real Rd; real Rs; real gm; real gmb; real go; real Cgso; real Cgdo; real Cgbo; real Cdbo; real Cgsd; real Cgbd; real Cox_inv; real VDD; // 计算局部变量 Vth = 0.5 * (sqrt(4*nsub*eps_si*phi_f) + gamma*sqrt(eps_si)*Vsb - Vdsat); vdsat = Vgs - Vth; idsat = 0.5*mu*Cox*W_eff/L_eff*(Vgs-Vth)^2*(1+lambda*Vds); vfb = -phi_f + eps_si/eps_ox*phi_f; phi_f = kT/q*log(nsub/ni); eps_eff = eps_si*eps_ox/(eps_si+eps_ox); Cox = eps_ox/tox; Cgs = Cox*W*L_eff/(L_eff+W_eff); Cgd = Cgs; Cgb = Cox*W*Leff/(Leff+W_eff); Cdb = Cox*Leff*L/(L+W_eff); gamma = sqrt(2*q*eps_si*nsub)/(Cox*Vt); lambda = 0; W_eff = W-gamma*(sqrt(phi_f-Vbs)-sqrt(phi_f)); L_eff = L-lambda*W_eff; VT = Vt*log((nsub)/ni); VG = gate; VD = drain; VSB = body; ID = 0; Rd = 0; Rs = 0; gm = 0; gmb = 0; go = 0; Cgso = 0; Cgdo = 0; Cgbo = 0; Cdbo = 0; Cgsd = 0; Cgbd = 0; Cox_inv = 1/Cox; VDD = 1.8; // 计算电流 if(VD > VG) begin ID = mu*Cox*W_eff/L_eff*(Vgs-Vth-Vds/2)*Vds*(1+lambda*Vds); Rd = 1/lambda/mu/W_eff*Cox*L_eff; end else begin ID = mu*Cox*W_eff/L_eff*(Vgs-Vth)^2*(1+lambda*Vds); Rd = 0; end if (VG <= Vth) begin ID = 0; Rd = 0; end if (ID > idsat) begin ID = idsat; Rd = Vdsat/idsat; end if (ID < 0) begin ID = 0; Rd = Vdsat/idsat; end // 计算导通电阻 if (VDS <= Vgs-Vth) begin Rs = 1/(mu*Cox*W_eff/L_eff*(Vgs-Vth-VDS/2)); end else begin Rs = 1/(2*mu*Cox*W_eff/L_eff*(Vgs-Vth)*(Vdsat-VDS/2)); end // 计算导通电阻的变化量 if (VDS < Vgs-Vth) begin gm = mu*Cox*W_eff/L_eff*(2*(Vgs-Vth-VDS/2)); gmb = 0; go = mu*Cox*W_eff/L_eff*Vdsat; Cgso = Cox*W_eff*gamma/2; Cgdo = Cox*W_eff*gamma/2; Cgbo = Cox*Leff/gamma; Cdbo = Cox*Leff/gamma; Cgsd = Cox*L_eff/gamma; Cgbd = 0; end else if (VDS < vdsat) begin gm = mu*Cox*W_eff/L_eff*(2*(Vgs-Vth-Vdsat/2)); gmb = 0; go = mu*Cox*W_eff/L_eff*Vdsat; Cgso = Cox*W_eff*gamma/2; Cgdo = Cox*W_eff*gamma/2; Cgbo = Cox*Leff/gamma; Cdbo = Cox*Leff/gamma; Cgsd = Cox*L_eff/gamma; Cgbd = 0; end else begin gm = mu*Cox*W_eff/L_eff*(2*(Vgs-Vth-Vdsat/2)); gmb = 0; go = 0; Cgso = Cox*W_eff*gamma/2; Cgdo = Cox*W_eff*gamma/2; Cgbo = Cox*Leff/gamma; Cdbo = Cox*Leff/gamma; Cgsd = Cox*L_eff/gamma; Cgbd = 0; end // 输出电流和阻值 ids = ID; endmodule ``` 该代码定义了一个名为 `nmos_v1` 的模块,其中包含了各种局部变量和计算公式,以及从输入端口 `drain`, `gate`, `source`, `body`, `vbs`, `vgs`, `vds` 中读取输入信号的代码。最后,该模块通过输出端口 `ids` 输出计算出的电流值。在模拟器中调用该模块时,需要传递相关参数,如晶体管的宽度、长度、氧化层厚度、衬底掺杂浓度等。

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