【詳細分析】MOS管vd、vdsat和region的關系-KIA MOS管

仿真得到的region含義

region=0,1,2,3；分別對應MOS管的截止區，線性區，飽和區和亞閾值區。

Vgs為3.3，掃描Vd

MOS管的源端和漏端分別接Vg和Vd，可設置Vg為3.3V，Vd為變量，設置變量Vd值為3.3V，dc仿真并對design variable ——Vd進行掃描，掃描范圍選擇0-3.3V，掃描方式選擇線性，【automatic方式不準確，盡量避免使用】，step size可選擇0.01，這樣仿真設置就完成了。

接下來設置仿真完成后的輸出，ADE→output→to be saved→select OP Parameters，在電路圖中選擇需要觀測的MOS管，然后ADE的右下角會出現Save Operating Points窗口，選擇輸出OP參數有兩種方式，

1.在Operating Parameters下邊的框中輸入vds vdsat vgs vth vgt region【仿真結果證明vgt=vgs-vth，所以也可以只輸入vgt而省略vgs和vth啦】，中間用空格隔開，都是小寫字母，【發現了遇到過的cadence中隔開兩個變量的都是空格，比如給線打label時也是用空格隔開】

2.也可以點Operating Parameters下邊的框的三個點點···，點擊get information，選擇需要輸出的參數即可。

輸出OP參數選擇完成之后，選上Plot，使其仿真完成后自動plot。

然后選擇Outputs→to be plotted→select on design，選擇Vd。這樣輸出也設置好了。

tsmc.18工藝中，最小尺寸的NMOS，vd>vdsat時，region由1變為2。（Vgs=3.3V）

為了保證PVT下，管子處于飽和區，vd需要比vdsat大某個經驗值。

vov=vgs-vth=vgt，從plot得到的圖中可以看到在vds達到vgt之前，就已經進入了飽和區（region=2），這是由于短溝道器件中的速度飽和效應導致的。

Vd為3.3，掃描Vgs

除了掃描變量設置不同，vd=3.3V，對vg進行掃描，其他就和上述步驟一樣。

然后發現對于tsmc.18，nmos3v_mac最小尺寸W=2u，L=350n的管子，隨著Vg的增加，vgt也以同樣斜率增加，NMOS依次進入截止區、亞閾值區、飽和區，當-261mV<vgt<0V時，NMOS處于亞閾值區，當vgt>0時，進入飽和區。

為了實現低功耗，通常使放大器輸入對管工作在亞閾值區，可以在使vgt在上述亞閾值范圍內取值。

也可以在OP參數里加上id，看看MOS管工作在亞閾值區和截止區的電流情況，可以發現，隨著vgt的增加，id一直是增加的趨勢，在截止區和亞閾值區增加較緩，在飽和區增加較快：

在截止區內在隨著vgt增加，id從46.88f增加到31.85n，在亞閾值區，id增加到約5u，在飽和區，當vg為3.3V時，id增加到最大，約1.15m。

當尺寸變大時，電流也會隨之變大。

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