Stałoprądowy model Shichman’a-Hodges’a tranzystora MOS w programie SPICE cd.

2. POSTAĆ MODELU SHICHMAN’A – HODGES’A [1-3, 7, 8]

Na rys. 1 przedstawiono reprezentację obwodową stałoprądowego modelu (S-H) tranzystora MOS. Prąd drenu iD opisano odrębnymi zależnościami dla trzech zakresów pracy:
- obszar odcięcia – odpowiada zakresowi napięć Vgs < Vto:


- obszar nasycenia – odpowiada zakresowi napięć 0 <= Vgs – Vto <= Vds:


- obszar liniowy – odpowiada zakresowi napięć Vds < Vgs – Vto:


gdzie: W–szerokość kanału, Leff–efektywna długość kanału, Kp(T)–parametr transkonduktancji, Vto–napięcie progowe, Vgs–napięcie bramka-źródło, Vds–napięcie dren-źródło, LAMBDA–współczynnik modulacji długości kanału.

Wpływ temperatury na parametr transkonduktancji Kp(T) opisano zależnością:


przy czym KP(T0) jest parametrem transkonduktancji w temperaturze odniesienia T0. Napięcie progowe wyrażono przy pomocy zależności


gdzie: VTO jest wartością napięcia bramka-źródło powodującą powstanie kanału przy Vbs=0, GAMMA jest parametrem progowym podłoża, natomiast PHI oznaczapodwojoną wartość potencjału Fermiego w półprzewodniku samoistnym.

W modelu uwzględniono także prąd Ibd płynący przez złącze izolujące obszar drenu od podłoża oraz prąd Ibs płynący przez złącze izolujące obszar źródła od podłoża. Prąd Ibd wyrażono wzorem:


gdzie IS jest parametrem modelu oznaczającym prąd nasycenia, Vt – wprost proporcjonalnym do temperatury potencjałem termicznym, natomiast Eg(T) jest szerokością przerwy energetycznej wyrażoną wzorem:


Prąd Ibs jest opisany wzorem analogicznym do wzoru (6).