1.5.4 Spice BSIM3V3模型

為了克服器件尺寸進(jìn)入亞微米后，建立準(zhǔn)確、運(yùn)算效率高的解析式模型的困難，人們提出了BSIM模型，它加入了大量的經(jīng)驗(yàn)公式來簡(jiǎn)化方程，對(duì)不均勻摻雜的襯底修正了閾值電壓；在考慮垂直電場(chǎng)對(duì)遷移率的影響時(shí)，考慮了襯底電壓的影響；建立了弱反型區(qū)和強(qiáng)反型區(qū)的電流公式，并使它們的一階導(dǎo)數(shù)連續(xù)。

BSIM模型對(duì)于短而窄的晶體管的仿真精度仍然有些差，而且對(duì)溝道長(zhǎng)度小于0.8μm的器件，還會(huì)出現(xiàn)一些難以捉摸的錯(cuò)誤。BSIM系列模型的BSIM2同樣有較大誤差。這些誤差表明通過與物理現(xiàn)象關(guān)系很小的經(jīng)驗(yàn)公式來表示器件特性，在模擬短溝道器件時(shí)產(chǎn)生了困難。

因此，BSIM系列模型的下一個(gè)模型BSIM3，在保留前兩個(gè)模型中有用特性的同時(shí)，又回到器件工作原理上。BSIM3模型對(duì)溝長(zhǎng)0.25μm的工作在亞閾值、強(qiáng)反型區(qū)的器件可以提供合理的精度，但是對(duì)輸出阻抗的計(jì)算仍然存在較大誤差。隨后人們很快又推出了BSIM3的幾種版本，包括第三版BSIM3V3，后者很快成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MOS晶體管模型，是目前最廣泛應(yīng)用的Spice模型。