[发明专利]一种用于GGNMOS的电路级建模方法及模型电路

说明书

本发明公开了一种用于GGNMOS的电路级建模方法及模型电路，所述模型电路包括三极管、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电阻的一端与电源地连接、另一端连接二极管的正极，所述二极管的负极连接电源，所述三极管的基极与二极管和第一电阻之间的连接节点连接，所述三极管的发射极接电源地、集电极通过第二电阻与电源连接。一种用于GGNMOS的电路级建模方法，对GGNMOS进行建模，运用该模型电路可以在短时间内仿真得到GGNMOS对ESD冲击的箝位能力，结构简单，易于实现，与现有的采用提取参数的方式进行物理建模相比，效率更高，设计成本低。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种用于GGNMOS的电路级建模方法及模型电路。

背景技术

ESD：Electro-Staticdischarge，静电放电。

GGNMOS：GATEGROUNDEDNMOS管，栅极接地NMOS管。

TLP：TransmissionLinePuls，传输线脉冲测试，是一种芯片可靠性测试方法，通过测量ESD保护单元二次击穿时的电流值，可以估算出保护ESD单元最大抗ESD能力。

随着集成电路集成度越来预高，特征尺寸越来越小，ESD防护设计面临越来越严峻的挑战。GGNMOS结构是目前较为普遍的ESD结构，由于GGNMOS是击穿放电，因此不能直接进行电路级的仿真。

根据GGNMOS典型的TLP测试特性曲线，GGNMOS有四种工作状态，分别为一次击穿前，微分负阻区，维持区，热击穿区域。当GGNMOS达到一次击穿点之后，便要考虑大电流效应，如雪崩倍增效应、影响衬底电阻的电导调制效应等。这样，要建立完整的GGNMOS模型，就必须加入诸多修调公式，这些公式需要设计很多工艺参数，如掺杂浓度、结深等。而常用的SPICE仿真不提供这些复杂的计算，现有的常用方法是先对GGNMOS进行物理级的建模仿真，提取相关参数，再进行电路级的仿真。采用物理建模提取参数的方式很多，可以用TCAD、MATLAB、Verilog-A等软件实现，但是物理级建模都耗时、效率低，增加设计成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种设计成本低的用于GGNMOS的电路级建模方法。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种设计成本低、结构简单的用于GGNMOS的模型电路。

本发明所采用的技术方案是：一种用于GGNMOS的模型电路，包括三极管、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电阻的一端与电源连接、另一端连接二极管的负极，所述二极管的负极连接电源，所述三极管的基极连接于二极管和第一电阻之间的连接节点，所述三极管的发射极接电源地、集电极通过第二电阻与电源连接。

一种用于GGNMOS的电路级建模方法，所述方法应用于上述的一种用于GGNMOS的模型电路，所述方法包括步骤：

步骤一：建立GGNMOS等效模型电路，所述GGNMOS等效模型电路包括三极管、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电阻的一端与电源地连接、另一端连接二极管的正极，所述二极管的负极连接电源，所述三极管的基极与二极管和第一电阻之间的负极连接电源，所述三极管发射极接电源地、集电极通过第二电阻与电源连接；

步骤二：建立人体模型ESD等效电路，所述人体模型ESD等效电路与模型电路并联得到总电路；

步骤三：将步骤二得到的总电路，利用电路模拟软件Spice对总电路进行模拟仿真，在人体模型ESD等效电路端增加电流脉冲，获取GGNMOS等效模型电路输出电压变化曲线，得到GGNMOS等效模型电路对ESD的箝位电压最高值。

进一步地，所述人体模型ESD等效电路包括第三电阻、第一电容、第二电容和电感，所述第三电阻并联第二电容连接在电源与电感之间，所述电感通过串联第一电容与电源地连接。