基于0.18m cmos工艺射频mosfet特性与建模研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要随着高频无线通讯市场快速发展，高性能低成本的射频设计方案的需求也在增长。由于寄生参数偏置相关性和几何尺寸上可伸缩性的需求，以及正确预测失真和噪声的要求，相比于MOSFET模型在数字和低频模拟电路的应用，高频MOSFET模型更难建立。射频MOSFET模型相对于用于数字和低频模拟电路中的模型来说还处于起步阶段。工业界和大学需要付出很大的努力，把RFMOSFET模型提高到更成熟的阶段，更准确的描述AC特性，更准确的预测噪声特性和失真，以及NQS效应。论文主要讨论了基于O．18lxmCMOS工艺的射频MOSFET的特性研究和建模。1．介绍当前的RF(radiofrequen

2、cy)工艺，包括GaAs工艺、Si双极工艺和SiGe工艺。讨论CMOS工艺在射频集成电路中应用的可行性，重点介绍了射频CMOS工艺中的特殊器件和流程，及与低频数字、模拟电路的区别。探讨深亚微米RFCMOS技术存在的问题，射频工程师只有解决这些问题，射频CMOS技术才能成为主流工艺。2．介绍常用的几种MOSFET模型，同时研究并提出了RFMOSFET的小信号等效模型。重点讨论MOSFET的高频寄生参数，包括栅电阻、衬底电阻、寄生电容等。并在版图设计上对RFMOSFET进行优化，改善了器件的性能。3．对器件进行直流和高频测量，分析了器件的直流特性和高频特性。采用BSIM3v3模型对器件的直流特

3、性进行建模，模拟的结果与测量结果能很好的吻合。同时采用子电路模型，对器件的高频特性进行建模，在40GHz范围内模拟结果能和测量的结果吻合。本文对RF工艺的探讨，对CMOS工艺在射频集成电路中的应用有一定的理论指导作用；版图设计上的优化对改善RFCMOS器件性能有实际的指导意义；同时对器件进行直流和高频的建模，为器件的高频模型建模提供了依据。关键词：CMOS射频BSIM3v3子电路模型斯践大学颈士学位论文Abstrac专Withfastgrowthintheradiofrequency《黼>wirelesscommunicationsmarket,thedemandforhighperfor

4、mancebutlowcostRFsolutionsisrising．Compared、埘mthe’MOSFETmodelsforbothdigitalandanalogapplicationatlowfrcqhency,compactmodelsforHFapplicationsaremoredifficulttodevelopduetotheadditionalrequirementofbias-dependenceandgeometryscalingoftheparasiticcomponentsaswellastherequirementsofaccuratepredication

5、ofthedistortionandnoisebehavior．HowevertheRFMOSFETmodelingisstillatapreliminarystagecomparedwiththemodelingworkfordigitalandlowfrequencyanalogapplications。EffortsfrombothindustryanduniversitiesareneededtobringRFMOSFETmodels协amaRa罄levelinfiLrthcrimprovingtheRFmodelsindescribingtheACcharacteristicsm

6、oreaccurately,andinimprovingthepredictionofnoisecharacteristics,distortionbehavior,andNQSbehavior．RFmodelingofMOSFETbasedonO。18proCMOSprocessisdiscussed．1．RFtechnologyatpresentisintroduced,includedCmAstechnology,SibipolartechnologyandSiGetechnology．ThepnssibiHtyofCMOStechnologyapplicationinRFinteg

7、ratecircuitisdiscussed．AndtheprocessandspecialdevicesintheRFCMOStechnologyisintroduced．Thechallengeofdeepsub-micronmeterRFCMOStechnologyisintroduced．RFtechnologywillthemainprocessonlytheRFengineersgaveresolvedthe