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RF 적용을 위한 MOS 트랜지스터의 매크로 모델링
Macro Modeling of MOS Transistors for RF Applications

최진영   (정회원, 홍익대학교 전자전기컴퓨터공학부  );
  • 초록

    SPICE MOS 모델을 외부 다이오드를 추가하는 방식을 사용하여, 기판 분포저항을 고려한 MOS 트랜지스터의 매크로 모델 형태를 제안하였다. 본 매크로 모델을 사용하여 W=200㎛, L=0.8㎛의 NMOS 트랜지스터를 기준으로 시행한 s-파라미터의 시뮬레이션치를 s-파라미터 측정치에 fitting 하는 과정을 통해 RF 영역에 적용 가능한 모델 세트를 확보하고 RF 영역에서의 기판 저항의 분포 효과를 분석하였다. s-파라미터로부터 환산된 AC 저항 및 커패시턴스와 같은 물리적 파리미터의 시뮬레이션치를 측정치와 비교함으로써 시뮬레이션된 s-파라미터의 신빙성을 확인하였다. 10GHz 이하의 주파수 영역에 대해서는 접합 다이오드가 포함되어 있는 기존 SPICE의 MOS 모델을 그대로 사용하고 게이트 노드와 기판 노드에 적절한 lumped 저항 한 개씩을 추가하는 간단한 형태의 매크로 모델을 사용하는 것이 적절하다고 판단된다.


    We suggested a macro medel for MOS transistors, which incorporates the distributed substrate resistance by using a method which utilizes external diodes on SPICE MOS model. By fitting the simulated s-parameters to the measures ones, we obtained a model set for the W=200TEX>$\mu\textrm{m}$ and L=0.8TEX>$\mu\textrm{m}$ NMOS transistor, and also analyzed the effects of distributed substrate resistance in the RF range. By comparing the physical parameters calculated from simulated s-parameters such as ac resistances and capacitances with the measured ones, we confirmed the validity of the simulation results. For the frequencies below 10GHz, it seems appropriated to use a simple macro model which utilizes the existing SPICE MOS model with junction diodes, after including one lumped resistor each for gate and substrate nodes.


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