Implementação de um modelo do transistor MOS em Verilog-AMS

Abstract

Resumo: A indústria de semicondutores a partir de 1960 passou a utilizar simuladores que são ferramentas computacionais que auxiliam o desenvolvimento de projetos eletrônicos permitindo a integração de todas as fases que envolvem a construção de um circuito integrado. A essência destas ferramentas fundamenta-se em bibliotecas de modelos de componentes eletrônicos adequadamente estruturados para se adaptarem às especificações, portanto a atualização destas bibliotecas deve ocorrer na mesma velocidade do processamento de semicondutores, uma vez que a cada geração, os modelos precisam ser adequados pela introdução de novos parâmetros ou nas equações que os descrevem. O uso da linguagem C ou FORTRAN para descrever os códigos dos modelos não permite a dinâmica requerida pela indústria de manufatura de circuitos integrados, de forma que o uso de linguagens padronizadas como o Verilog-AMS são essenciais para no desenvolvimento preciso de sistemas e componentes eletrônicos. O conteúdo desta dissertação apresenta o uso da linguagem Verilog-AMS na implementação do código fonte do modelo ACM do transistor MOS que foi originalmente desenvolvido em linguagem C, apresentando como características a conservação das cargas, equações simples e contínuas, número reduzido de parâmetros, dedicado para uso em simuladores. O processo de implementação do código em Verilog-AMS consiste em verificar a portabilidade do código desenvolvido pelo uso dos simuladores ELDO e SMASH e a realização de testes de validação, composto pela análise DC, AC, transiente e de ruído e a simulação de circuitos clássicos objetivando a comparação dos resultados com o código original em C

Abstract: The industry of semiconductors from 1960 started to use simulators that are computational tools that assist the development of electronic projects allowing the integration of all the phases that involve the construction of an integrated circuit. The essence of these tools is based on libraries of models of electronic components adequately structuralized to attend the specifications, therefore the update of these libraries must occur in the same speed of the processing of semiconductors, at each new generation, the models need to be adjusted by the introduction of new parameters or changes in the equations that describe them. The use of language C or FORTRAN to describe the codes of the models does not allow the dynamics required by integrated circuits industry, in this case the use of standardized languages such as: Verilog-AMS is essential to the development of systems and electronic components. The content of this master thesis presents the use of the Verilog-AMS language in theimplementation of the source code of ACM model transistor that was originally developed in C language. Its characteristic s are resumed in loads conservation, simple and continuous equations, reduced number of parameters, and it is dedicated for use in simulators. The process of implementation of the code in Verilog-AMS consists of verifying the portability of the developed code, using ELDO and SMASH simulators and the accomplishment of validation tests is composed for DC, AC, transient and noise analysis and the simulation of classic circuits objectifying the comparison of the results with the original C code