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NTIS 바로가기電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.49 no.2 = no.416, 2012년, pp.9 - 14
최민권 (한국외국어대학교 전자공학과) , 김주영 (한국외국어대학교 전자공학과) , 이성현 (한국외국어대학교 전자공학과)
In this study, multi-finger RF MOSFET substrate parameters are accurately extracted by using S-parameters measured from common source-bulk and common source-gate test structures. Using this extraction method, the accuracy of an asymmetrical model with three substrate resistances is verified by obser...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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MOSFET 소자의 gate length가 점차 줄어드는 이유는? | 최근에는 RF IC를 제작하기 위해서 공정상 안정도가 높고 고집적화가 가능하며 가격 경쟁력이 탁월한 MOSFET이 기본 소자로 많이 사용되고 있으며, 공정기술의 발달로 MOSFET 소자의 gate length가 점차 줄어들고 multi-finger형태의 layout이 사용되면서 RF 성능의 척도인 최대진동주파수 fmax와 차단주파수 fT와 같은 성능이 더욱 더 향상되었다[1]. 이러한 RF MOSFET을 사용하여 RF IC를 성공적으로 설계하기위해서는 정확한 SPICE 모델의 정확성 및 신뢰도가 중요하며, 디지털 및 아날로그 IC 응용분야에 모두 적합하게 개발된 BSIM3v3 모델이 널리 사용되고 있다[2]. | |
Macro 모델에서 multi-finger RF MOSFET에 사용하기에 물리적으로 부적당한 문제점을 극복하기 위해 최근에 사용되는 모델은? | 따라서, source-bulk와 drain-bulk 저항이 같은 단일 기판 저항 모델은 multi-finger RF MOSFET에 사용하기에 물리적으로 부적당한 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해 복잡한 BSIM4 모델[9]을 단순화하여 3개의 bulk 저항을 사용한 개선된 비대칭 substrate 모델이 최근에 사용되었다[10]. 이러한 개선된 모델의 물리적 타당성에도 불구하고 초고주파 영역에서 단일 기판 저항 모델과의 정확도 비교 결과는 현재까지 전혀 발표되지 않았다. | |
RF MOSFET의 정확한 모델링을 위해 매우 중요한 요소는? | RF MOSFET의 정확한 모델링을 위해서는 소신호 출력특성에 많은 영향을 미치는 기판 저항이 매우 중요하다. 하지만 기존에는 병렬로 연결된 bulk resistance와 bulk capacitance가 drain-bulk capacitance와 직렬로 연결된 substrate 모델[3~4]이 RF MOSFET의 소신호 등가회로에 사용되었지만 실제의 SPICE에서 사용되는 RF 모델과 다르기 때문에 오차가 발생한다[5]. |
차지용, 차준영, 이성현, "RF MOSFET 성능의 최적화를 위한 Unit Finger Gate 폭에 대한 fT 및 fmax 종속성 분석, 전자공학회 논문지 제 45권 SD편 제 9호, pp.861-866, 2008.
BSIM3v3 Manual, Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of california, Berkeley, 1995.
S. Lee, C. S. Kim, and H. K. Yu, "A small-signal RF model and its parameter extraction for substrate effects in RF MOSFETs," IEEE Trans. Electron Devices, vol. 48, pp. 1374-1379, July 2001.
이용택, 최문성, 구자남, 이성현, "Deep Submicron MOSFET 기판회로 파라미터의 바이어스 및 게이트 길이 종속 데이터 추출," 전자공학회 논문지 제 41권 SD편 제 12호, pp. 27-34, 2004.
S. Lee, "A direct method to extract RF MOSFET model parameters using common source-gate and source drain configurations", Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 50, No. 4, pp. 915-917, April 2008.
S. Lee and H. K. Yu, "A semianalytical parameter extraction of a SPICE BSIM3v3 for RF MOSFET's using S-parameters," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, pp. 412-416, March 2000.
S. Lee, C. S. Kim, and H. K. Yu, "Improved BSIM3v3 model for RF MOSFET IC simulation" Electronics Letters, vol. 36, no. 21, pp. 1818-1819, Oct. 2000.
C. C. Enz and Y. Cheng, "MOS transistor modeling for RF IC design," IEEE Trans. Solid-State Circuits, vol. 35, no. 2, Feb. 2000.
BSIM4 Manual, Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Berkeley, 2001.
U. Mahalingam, S.C. Rustagi and G.S. Samudra, "Direct extraction of substrate network parameters for RF MOSFET modeling using a simple test structure", IEEE Electron Device Letters, vol. 27, no. 2, pp. 130-132, Feb. 2006.
J. Cha, J. Cha, and S. Lee, "Uncertainty analysis of two-step and three-step methods for deembedding on-wafer RF transistor measurements," IEEE Trans. Electron Device, Vol. 55, pp. 2195-2201, 2008.
S. Lee, "Accurate RF extraction method for resistances and inductances of sub- $0.1{\mu}m$ CMOS transistors", Electronics Letters, Vol. 41, No. 24, pp. 1325-1327, 2005.
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