MOS 晶体管 1/f 噪声测量与 SPICE 模型提取

SILVACO 噪音放大器

半导体器件噪音对电路性能具有重大影响。这在今天的低电压、高性能的混合信号 RF 设计中尤为重要。

能够测量半导体器件噪音并概括这一特性是基本设计要求。噪音特性对于监测半导体工艺质量也很重要。

SILVACO 已多年为其客户提供 MOS 晶体管的 1/f 噪音测量和 SPICE 模型噪音参数提取解决方案。

单一偏置点噪音测量数据

这一解决方案包括：
• S3245A 噪音放大器，专为高性能/高精确度 MOS 晶体管 1/f 噪音测量而设计。
• UTMOST III 软件，包括 1/f 噪音测量与 SPICE 模型提取。

自动式 I-V 和1/f 噪音测量可在晶圆级或包装器件上进行，可确定多直流偏置点。
设置偏置条件、测量频率范围、平均数数量和其他测量条件是可行的。这些设置可以另存为一个文件，以便未来使用。
在单一测量时段中测量多偏置点也是可行的。

SPICE 参数提取是由 UTMOST 软件通过确定具体模型类型来完成。UTMOST 支持 SmartSpice 和 HSPICE 噪音模型、NLEV=0,1,2,3，以及物理 BSIM3v3 噪音模型（ 噪音模型 Noimod=2 ） 。

该 NOIMOD = 2 模型似乎更适合为闪烁噪音在不同直流偏压条件下建模（优于 NLEV=2 标准 SPICE 模型）然而， NOIMOD=2 模型需要收集更多的数据点。为了找到模型的偏压状态， UTMOST III 会在不同直流偏压条件下自动收集噪音数据。

所提取的噪音参数将反馈到特殊噪音验证电路并被模拟。这一最后步骤完成了对所提取的噪音参数的验证。

现有 SPICE 模型精度也可通过模拟噪音特性来验证。

BSIM3 (noimod=2) 噪音方程在 SPICE 上执行


多偏置点噪音测量数据


UTMOST III 参数设置窗口