PSP Model的主要特征有哪些呢？

基于表面电势的Compact Model，除了HiSIM之外的另一个代表便是PSP Model.

众所周知，PlayStation Portable（PSP）是由索尼电脑娱乐开发的第七世代掌上游戏机，与任天堂开发的第七世代掌上游戏机任天堂DS竞争。PSP有四个主要的Model，PSP-1000，PSP-2000，PSP-3000和PSP-Go。

PSP Model实际上是由两个模型合并而来，分别是来自Pennsylvania State University开发的SP模型，和飞利浦半导体（现NXP）开发的MOS Model 11。之后学术界转为支持Arizona State University了，后又转为支持Delft University of Technology，并延续至今。

PSP Model的主要特征有

• 基于物理的表面势模型，模型包括核心（intrinsic）和外围（Extrinsic）模块

• 基于物理，并且准确地描述了反型区

• 包括了所有相关的小尺寸效应

• 对HALO implant 建模，包括长沟道器件

• 迁移率模型考虑库仑散射和局域化效应

• 非奇异的速度饱和效应，可以对射频失真进行建模，包括互调效应（IM3）

• 完整的Gummel对称

• 中间点偏置线性化，可以对基于比例的电路进行精确建模（例如R2R电路）

• 量子修正

• 对多晶硅耗尽效应的修正

• GIDL/GISL 模型

• 基于表面势的器件噪声建模，包括沟道热噪声，闪烁噪声和沟道引入的栅极噪声。

• 先进的结模型，包括缺陷辅助隧穿，BTBT和雪崩击穿。

• 应力模型

PSP模型中的漏极电流表达式如下

式中，μ是迁移率，Ec是临界电场，∆ψ 是沿沟道的电势差。qeff 是反型层的有效电荷。通过∆ψ可以有效地模拟亚阈值特性。

迁移率的表达式为

迁移率模型同时考虑了有效电场（分母第二项）和库仑散射（分布第三项）的影响。

PSP模型对于饱和速度的描述如下

对于速度饱和现象更精确地描述，使得对于长沟道器件的建模相有明显的改进（相比于BSIM）

图：长沟道MOS器件的建模

下图是对一个0.18微米的器件建模结果，

图：0.18微米NMOS建模，PSP与BSIM4.

对于跨导的增长，BSIM4模型相比于PSP拟合的更接近实验数据，而到了速度饱和区，PSP模型显示出更加准确的结果。

对于输出电导的建模如下图所示：

BSIM在Vds=0时的输入电导存在突变，这直接导致了输入电导的导数（Gd2）存在不连续。而PSP模型则是连续的，对于射频器件，二阶截断点（IP2），三阶截断点（IP3）的建模是非常重要的，其包含了对信号失真的描述，PSP模型此时存在明显的优势。

PSP模型对噪声的建模也可以达到满意的效果，特别是对热噪声的描述，不仅采用了修正后的Klaassen—Prins方法，还加入了感应栅极噪声成分[5]。

由于PSP模型在各方面表现良好，2005年击败了HiSIM被CMC选为了第三个标准的模型[6]（之后HiSIM-HV和HiSIM2也进入了CMC标准模型）。

审核编辑：刘清