SPICE 半導体デバイスのモデリング

　SPICEの開発者も述べているように、SPICEまたはSPICEベースのシミュレータが回路シミュレータのスタンダードとして使用されている理由は、組み込み半導体デバイスモデルにデバイスパラメータを与えることによって半導体デバイス特性を精密に表現できるためです。SPICE による回路シミュレーションの精度と信頼性は、半導体デバイスのモデルパラメータの設定によって決まります。しかし、半導体デバイスの特性をよく表すようなモデルパラメータを自分で決定することは容易なことではありません。このため、実測カーブやデバイスシミュレーションの結果にフィットさせるようなパラメータ抽出ツールが販売されています。これらのツールを使うにせよ、手動でパラメータを推定するにせよ、デバイスパラメータの意味を知らなければ、初期値や適切な範囲の設定、さらに相互に関係し合っているパラメータの決定手順を考えることができません。

1990年代に、大学院の講義で解説していたバイポーラトランジスタとMOSFETのモデルのパラメータについてまとめておこうと思い解説ページを作り始めましたが、MOSFETのモデルは、パラメータが多いため、公開できないまま年月が経ってしまいました。現在、新しいモデルが次々と開発されるという状況ではなくなっているので、将来、時間があれば書き加えていこうと思います。この間、多くの方から、より精密なデバイスモデルの作り方などについて、質問をいただきましたが、これらも纏められていません。私は、既に半導体デバイス物理の分野から離れて長くなり、現在では質問に回答する能力がありませんので、参考書をあげておきます。

DotSPICEモデルの解説

Dotデバイスモデルに関する参考書

  1. G. Massobrio and P. Antognetti, Semiconductor Device Modeling with SPICE Second Edition, McGraw-Hill, 1993, ISBN 0-07-002469-3.
  2. T. A. Fjeldy, T. Ytterdal, and M. Shur, Introduction to Device Modeling and Circuit Simulation, A Wiley-Interscience Publication, 1998, ISBN 0-471-15778-3.
  3. 西久保靖彦、ASIC設計−回路シミュレータSPICE入門、日本工業技術センター.
  4. 西義雄、青木均著、シリコンFETのモデリング、Addison-Wesley Publishers, 1997, ISBN 4-7952-9716-9.
Copyright (C) 1998 Akio Kitagawa

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