寄生參數詳解,寄生參數對電路的影響-KIA MOS管

寄生參數是什么

寄生參數是指在建立模型或系統時，為了更好地描述模型或系統的行為而引入的一些附加參數。這些參數通常與模型或系統的主要參數無關，但卻可以對模型或系統的性能產生影響。

由于設計、制造和布局等因素導致，這些參數會對電路的性能產生顯著影響，因此在進行電路設計和仿真時必須考慮。

MOS管寄生參數

MOS管的寄生參數是指在集成電路設計中，除MOS管基本電氣特性（如柵極電壓、漏極電壓、柵極電流等）外，由于制造工藝、封裝方式以及電路布局等因素而產生的額外參數。

輸入電容Cgs ：指柵極與源極之間的電容。當柵極信號變化時，由于柵極與源極之間存在電容，就會導致電壓延遲和相位延遲的問題。這對于高頻電路設計來說是非常重要的，需要準確地建立輸入電容模型，以保證電路性能的穩定和可靠。

輸出電容Cgd ：指漏極與柵極之間的電容。當MOS管工作時，由于漏極與柵極之間存在電容，就會導致輸出電壓變化的延遲和相位延遲。這對于高速數字電路設計來說是非常關鍵的，需要準確地建立輸出電容模型，以保證電路的穩定和可靠。

反向傳輸電容Cgb ：指柵極與襯底（或稱為基極）之間的電容。當MOS管工作時，由于柵極與襯底之間存在電容，就會導致電流的反向傳輸和漏電流的增加。這對于低功耗電路設計來說是非常重要的，需要準確地建立反向傳輸電容模型，以保證電路的低功耗和高性能。

漏極電導Gds ：指漏極電流與漏極電壓之間的關系。當MOS管工作時，由于漏極電流與漏極電壓之間存在一定的關系，就會導致漏極電流的非線性增加和漏極電壓的非線性變化。這對于模擬電路設計來說是非常關鍵的，需要準確地建立漏極電導模型，以保證電路的線性和穩定。

柵極電導Ggs ：指柵極電流與柵極電壓之間的關系。當MOS管工作時，由于柵極電流與柵極電壓之間存在一定的關系，就會導致柵極電流的非線性增加和柵極電壓的非線性變化。這對于模擬電路設計來說也是非常關鍵的，需要準確地建立柵極電導模型，以保證電路的線性和穩定。

此外，源邊感抗和漏極感抗也是MOS管寄生參數中重要的兩種。源邊感抗主要來源于晶圓DIE和封裝之間的Bonding線的感抗，以及源邊引腳到地的PCB走線的感抗。漏極感抗主要由內部的封裝電感以及連接的電感組成。

MOS管寄生參數對電路性能產生顯著影響：

輸入電容 Cgs：影響高頻電路設計的穩定性和可靠性。

輸出電容 Cgd：影響高速數字電路的穩定性和可靠性。

反向傳輸電容 Cgb：影響低功耗電路設計的性能。

漏極電導 Gds和柵極電導Ggs：影響模擬電路的線性和穩定性。

過孔寄生參數

在高速數字電路設計中，過孔（金屬氧化孔）不僅連接各層印制導線，還會產生寄生電容和寄生電感。

寄生電容可以通過公式C=1.41∈TD1/（D2-D1）計算，其中C是過孔的寄生電容，∈是PCB板基材的介電常數，T是PCB板的厚度，D1是過孔焊盤的直徑，D2是過孔在鋪地層上的隔離孔直徑；寄生電感可以通過公式L=5.08h[ln(4h/d)+1]計算，其中L是過孔的電感，h是過孔的長度，d是中心鉆孔的直徑。

寄生參數提取

在大規模集成電路設計中，寄生參數的提取通常包括以下幾個步驟：

1.布局布線：根據工藝特點和參數進行布局布線。

2.版圖設計：設計版圖信息文件。

3.參數提取：使用計算機輔助設計（CAD)工具進行寄生參數的提取，生成包含描述各種線上電阻、電容以及寄生電阻電容的網表文件。這些文件既可以用于LVS檢查Q，也可以用于后仿真。

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