寄生参数详解,寄生参数对电路的影响-KIA MOS管

寄生参数是什么

寄生参数是指在建立模型或系统时，为了更好地描述模型或系统的行为而引入的一些附加参数。这些参数通常与模型或系统的主要参数无关，但却可以对模型或系统的性能产生影响。

由于设计、制造和布局等因素导致，这些参数会对电路的性能产生显著影响，因此在进行电路设计和仿真时必须考虑。

MOS管寄生参数

MOS管的寄生参数是指在集成电路设计中，除MOS管基本电气特性（如栅极电压、漏极电压、栅极电流等）外，由于制造工艺、封装方式以及电路布局等因素而产生的额外参数。

输入电容Cgs ：指栅极与源极之间的电容。当栅极信号变化时，由于栅极与源极之间存在电容，就会导致电压延迟和相位延迟的问题。这对于高频电路设计来说是非常重要的，需要准确地建立输入电容模型，以保证电路性能的稳定和可靠。

输出电容Cgd ：指漏极与栅极之间的电容。当MOS管工作时，由于漏极与栅极之间存在电容，就会导致输出电压变化的延迟和相位延迟。这对于高速数字电路设计来说是非常关键的，需要准确地建立输出电容模型，以保证电路的稳定和可靠。

反向传输电容Cgb ：指栅极与衬底（或称为基极）之间的电容。当MOS管工作时，由于栅极与衬底之间存在电容，就会导致电流的反向传输和漏电流的增加。这对于低功耗电路设计来说是非常重要的，需要准确地建立反向传输电容模型，以保证电路的低功耗和高性能。

漏极电导Gds ：指漏极电流与漏极电压之间的关系。当MOS管工作时，由于漏极电流与漏极电压之间存在一定的关系，就会导致漏极电流的非线性增加和漏极电压的非线性变化。这对于模拟电路设计来说是非常关键的，需要准确地建立漏极电导模型，以保证电路的线性和稳定。

栅极电导Ggs ：指栅极电流与栅极电压之间的关系。当MOS管工作时，由于栅极电流与栅极电压之间存在一定的关系，就会导致栅极电流的非线性增加和栅极电压的非线性变化。这对于模拟电路设计来说也是非常关键的，需要准确地建立栅极电导模型，以保证电路的线性和稳定。

此外，源边感抗和漏极感抗也是MOS管寄生参数中重要的两种。源边感抗主要来源于晶圆DIE和封装之间的Bonding线的感抗，以及源边引脚到地的PCB走线的感抗。漏极感抗主要由内部的封装电感以及连接的电感组成。

MOS管寄生参数对电路性能产生显著影响：

输入电容 Cgs：影响高频电路设计的稳定性和可靠性。

输出电容 Cgd：影响高速数字电路的稳定性和可靠性。

反向传输电容 Cgb：影响低功耗电路设计的性能。

漏极电导 Gds和栅极电导Ggs：影响模拟电路的线性和稳定性。

过孔寄生参数

在高速数字电路设计中，过孔（金属氧化孔）不仅连接各层印制导线，还会产生寄生电容和寄生电感。

寄生电容可以通过公式C=1.41∈TD1/（D2-D1）计算，其中C是过孔的寄生电容，∈是PCB板基材的介电常数，T是PCB板的厚度，D1是过孔焊盘的直径，D2是过孔在铺地层上的隔离孔直径；寄生电感可以通过公式L=5.08h[ln(4h/d)+1]计算，其中L是过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。

寄生参数提取

在大规模集成电路设计中，寄生参数的提取通常包括以下几个步骤：

1.布局布线：根据工艺特点和参数进行布局布线。

2.版图设计：设计版图信息文件。

3.参数提取：使用计算机辅助设计（CAD)工具进行寄生参数的提取，生成包含描述各种线上电阻、电容以及寄生电阻电容的网表文件。这些文件既可以用于LVS检查Q，也可以用于后仿真。

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