实验一：NMOS管的I-V特性曲线仿真
一、实验目的和任务
1、掌握HSPICE线路模拟软件的使用方法。 2、掌握HSPICE语言，可以熟练使用。 3、验证NMOS管的I-V特性曲线。 二、实验相关知识 1、HSPICE软件的简单介绍
HSIPCE线路模拟软件在早期是美国Meta-Software公司根据Berkeley SPICE2G.6、SPICE3及其他线路模拟软件所发展的工业级线路分析软件。HSPICE在基本功能部分和其他SPICE软件相似，可应用于下列领域的电子电路研发，即稳态（直流分析）、暂态（时间分析）及频率（交流分析）等领域。 2、NMOS管I-V特性的推导
先定性了解NMOS管的I-V特性，如果栅源偏置电压管的阈值电压
大于NMOS
,则在P型衬底的表面由于静电感应会产生大量的
时，器件
电子，形成导电沟道。当漏区相对于源区电压加正电压内部的沟道中就会产生电流
，即。
1)非饱和区的I-V特性。 此时，漏电流为：
式中
由
为沿电流方向的电荷密度，v表示电荷的移动速度。
的表达式可知的表达式：
其中，负号是因为载流子电荷为负而引入的，v表示沟道电子的漂移速度。对于半导体，注意到
，其中是载流子的迁移率，为电场。，电子迁移率用
表示，得到：
为了求得，将式(1.3)两端乘以
积分可得：
2)饱和区的I-V特性
由于反型层局部的电荷密度正比于接近型层将在
时，则
下降为0，即
略大于
，故当时，则反
处终止，沟道夹断。
到
,其中
是
下
故对式(1.3)积分的左边必须从
降为0的点，右边从到，有：
此式表明，如果
近似等于，则与
无关。
上述并未考虑二级效应。 三、实验原理及步骤
根据实验原理图，在记事本中编辑电路的网表文件，保存为*.sp的文件，在Star-Hspice中进行仿真，得出I-V特性曲线。
实验原理图：
DGSVBV
图1.1 测量NMOS管I-V特性原理图
四、思考题 1、什么是工艺角？
2、若考虑二级效应，NMOS管I-V特性有何变化？
实验一 附录
实验所需网表： *NMOS Analysis
M1 2 1 0 0 n50 W=5u L=1u VDS 2 0 5V VGS 1 0 1V
.LIB 'D:\\asic\\smic035\\MS035_v0p2.lib' TT .OP
.DC VDS 0 5 0.2 VGS 1 5 1 .PROBE DC I(M1) .END
