- CMOS RF模型设计指南

幸运的是，行业主流一如既往继续前进。器件沟道越来越短与许多设计中不断增加的频率相结合，使得BSIM3的缺陷益发明显，从而也令BSIM4浮出水面。作为RF设计师你需要明白，BSIM4模型可能取得更好的效果，但这也并非放之四海而皆准。

这是因为，传统的模型参数填充方法不包含高频相关性，而且许多改善高频精度的参数或者被置之度外，或者被避而不用，从而使得默认的高频行为在整个BSIM3中没有任何改进。与BSIM3不同，如果能够发挥BSIM4的全部能力，那么在最高频率条件下，BSIM4能够在全部操作状态中良好或很好地匹配S参数数据。所以，如果代工厂(或服务商能够提供)经过高频关联修正的BSIM4模型，那么该模型将比“BSIM4+支电路”模型更为优秀。

同样，BSIM4包括背栅阻抗参数，若对这些参数进行正确添加，就能够改善背栅建模效果。但是目前，几乎没有几家代工厂拥有为利用该能力而开发的合适的测试构造。

虽然BSIM4可能代表着在RF建模速度和精度方面的重要进展，但是它并非完美无缺，目前发现的两个问题是：

1：BSIM4不包括多晶硅栅损耗效应，该效应在0.1-10GHz范围内，会随着频率降低改变(增加)串联等效输入阻抗。这些效应可作为外加RC支电路添加到BSIM3或BSIM4模型，但是阻抗和容抗是高度非线性的，所以，我们又将回到在一个工作点对提取数据进行单点匹合(spot-fitting)的状态中。业界观察家最近指出，没能将多晶硅损耗效应包括在内，可能对面向变化数据周期长度的SERDES建模产生显著影响，也会对相应的超宽带物理层(UWB PHY)等超高带宽RF应用产生影响。

2：BSIM4模型目前还不是完全对称的，这意味着它不能在接近0V泄漏电压的情况下准确工作，在这种情况下，源级和漏级会相互交换，所以将这种电路作为无源FET混频器和衰减器进行仿真将无法达到典型的上拉漏级(drain-elevated)所得到的精确度。

目前BSIM委员会正在忙于解决BSIM5的对称问题，虽然在BSIM5中，多晶硅损耗建模获得了哪些进展尚未对外公布，但在该领域进行的研究可能最终一揽子解决BSIM5的问题。

结论

对设计人员而言，更多的了解CMOS模型远比他们是否被冠以与“RF”沾边的头衔要重要。一个与RF良好关联的BSIM4模型，能够在从直流到微波频段的所有操作条件下取得高度准确的结果，而一个精雕细琢的“RF支电路”模型，则仅适合于一个很窄的条件范围。在你的目标工艺中，先要寻找模型中进行了哪类高频关联，然后考虑若不进行这些高频关联会对你的设计产生怎样的影响。