【Cadence仿真技巧学习笔记】求解65nm库晶体管参数un, e0, Cox

在设计放大器的第一步就是确定好晶体管参数和直流工作点的选取。
通过阅读文献，我了解到L波段低噪声放大器的mos器件最优宽度计算公式为
$W_{opt.p}=\frac{3}{2}\frac{1}{\omega LC_{ox}R_{s}Q_{sp}}$
根据设计指标我们得知，L波段的中心频率为1.3GHz，取 $\omega_{0}=1.3\mathrm{GHz},R_{s}=50\Omega,\gamma=2,\delta=4,\quad\alpha=1,\quad V_{dd}=1.2\mathrm{V},\quad L=0.13\mathrm{um},\quad Esat=4\times10^{6}\mathrm{V/m}$
进而我们可以得到最优品质因子Qsp为4
那么我们还剩下单位面积栅氧化层电容Cox是未知量
下面我介绍两种求解得到Cox的方法

在这里插入图片描述

打开后先搜索对应的晶体管，这里我使用到的晶体管是nmos_rf，
可以看到，在这个工艺库模型文件中，其定义说明了晶体管的nr，lr，wr的范围，并说明了其额定工作电压为1v。
然后搜索相对真空介电常数epsrox，其值为3.9，这是表示SiO₂ 的介电常数
然后搜索等效栅氧化层厚度toxe，其值为2E-9，
载流子迁移率：u0，其值为0.02232
然后根据单位面积栅氧化层电容公式
$C_{ox}=\frac{\epsilon_{ox}}{t_{ox}}$
其中 $\epsilon_{ox}$ 是 SiO₂ 的介电常数，通常取值：
$\epsilon_{ox}=3.9\times\epsilon_0=3.9\times8.854\times10^{-12}\mathrm{F/m}\approx3.45\times10^{-11}\mathrm{F/m}$
tox是氧化层厚度，取决于 CMOS 工艺节点。例如：
$\bullet\quad t_{ox}\approx2\mathrm{nm}=2\times10^{-9}\mathrm{m}(65\mathrm{nm}\text{工艺})$
$\bullet\quad t_{ox}\approx1.5\mathrm{nm}=1.5\times10^{-9}\mathrm{m}(45\mathrm{nm}\text{工艺})$
$\bullet\quad t_{ox}\approx1.2\mathrm{nm}=1.2\times10^{-9}\mathrm{m}(32\mathrm{nm}\text{工艺})$
最终可得
$C_{ox}=\frac{3.45\times10^{-11}}{2.5\times10^{-9}}=1.38\times10^{-2}\mathrm{F/m}^{2}$