Komponentenbasierte Mixed-Level-Modellierung mit variablen ...

‘elsevtho = vt0;‘endif3.2 Statisches MOSFET-Modell mit ParameterübergabeBeim statischen MOSFET-Modell mit Parameterübergabewird anstelle von Präprozessoranweisungen das ifelse-Konstruktverwendet. Das Aus- und Einschalten dereinzelnen Funktionen wird durch Parameterübergabe gesteuertund kann für jede Transistorinstanz individuelldurchgeführt werden. Dies ist ein Vorteil gegenüber derVerwendung von Präprozessoranweisungen. Als Nachteilzeigt sich ein etwas höherer Rechenaufwand bei der Simulation.parameter integer res_nodal = 0;.....if (res_nodal == 1)- Funktion Bahnwiderständeelse- keine Funktion Bahnwiderständeend3.3 Dynamische MOSFET-ModelleEinige Anwendungen, z. B. der virtuelle Test, erfordern,dass eine ganze Testgruppe aus mehreren Tests zusammensimuliert wird. Somit ergibt sich die Forderung nach dynamischwährend der Simulation umschaltbaren MOSFET-Modellen. Ermöglicht wird dies durch Verwendung vonVariablen anstelle der in Abschnitt 3.2 beschriebenen Parameter.integer res_nodal;...if (res_nodal == 1)- Funktion Bahnwiderständeelse- keine Funktion BahnwiderständeendDas Umschalten dieser Variablen kann in einer Testbenchinstanzspezifisch erfolgen. Im nachfolgenden Quelltext istein Beispiel einer Testbench dargestellt, in der die Bahnwiderständeeiner Instanz nach 10000 Zeiteinheiten hinzugeschaltetwerden.initial beginI_top.I_inv.I_NMOS1.res_nodal = 0;# 10000I_top.I_inv.I_NMOS1.res_nodal = 1;......endZur Zeit lassen der AMS-Designer und Spectre analogeAnweisungen [8] in Verilog-A innerhalb von if -Konstrukten mit Variablen nicht zu. Daher müssen dieseAnweisungen, z. B. Berechnung der Kapazitäten mitddt oder limexp für die Diodenberechnung, außerhalb derif -Konstrukte liegen. Dadurch wird der mögliche Rechenzeitgewinnbei der Simulation mit variablen dynamischenModellen nicht erreicht. Im folgenden Abschnitt werdendeshalb statische Modelle mit Parameterübergabe verwendet.4 AnwendungsbeispieleIn diesem Abschnitt wird der Einsatz variabler MOSFET-Verhaltensmodelle am Beispiel einer Ausgangstreiberstufedemonstriert, die komponentenbasiert mixed-levelmodelliertist. Ferner wird auf die Ergebnisse der Einzeltransistorensowie der Treiberstufe eingegangen und abschließendeine Auswertung dargestellt.Bei dem hier verwendeten Beispiel handelt es sichum die Endstufe eines Ausgangstreibers, die in Abbildung4 dargestellt ist. Untersucht werden nur dieTransistoren, die bei einer komponentenbasierten Mixed-Level-Modellierung dieser Treiberstufe benötigt werden(MP1, MP2, MP3, MP4, MP5, MN1, MN2, MN3, MN4,MN5). Die verbleibenden Komponenten, die zusätzlichzur Mixed-Level-Modellierung der Stufe verwendet wurden,werden in diesem Beitrag nicht betrachtet. Die EKV-Transistormodellparameter der zu diesem Beispiel gehörendenTechnologie wurden in Parameter für das Level-1-Modell überführt.vhigh_vbin_highvhigh_refvlow_vbin_lowvlow_refMP5inv_highMN5MP4MN4inv_lowMP3MN3MP2MN2gate_pmosgate_nmosMP1MN1Abbildung 4: Endstufe eines Ausgangstreibers4.1 DC-Verhalten mit variablem MOSFET-ModellAbbildung 5 zeigt die simulierte Ausgangskennlinie desNMOS mit verschiedenen Einstellungen des variablenMOSFET-Verhaltensmodells. Die Kapazitäten (Gate- undSperrschichtkapazitäten) haben keinen Einfluss auf dasDC-Verhalten. Gleiches gilt für den Substrateffekt, daBulk und Source verbunden sind.4.2 Anwendung des variablen MOSFET-ModellsFolgende Aspekte müssen bei der Konfiguration des variablenMOSFET-Verhaltensmodells berücksichtigt werden:• Applikation der Schaltung (Testbench)• Arbeitspunkt der Schaltung bzw. des Transistorsout5