賓夕法尼亞州飛利浦（PSP）晶體管模型被公認為是RFIC設計的傳統BSIM模型的絕佳替代品，因此RF設計人員需要意識到PSP模型與實際器件性能之間的關系。PSP模型確實需要模型開發人員進行一些判斷。同樣重要的是要了解在RF工藝設計套件（PDK）中使用這些模型的方式。將簡單的PSP模型包含在PDK中并不能保證設計人員獲得改進的建模技術所帶來的所有仿真精度和效率方面的優勢。

PSP模型與BSIM

PSP模型屬于為解決RF設計挑戰而開發的新型晶體管模型。具體來說，RF晶體管必須在廣泛的偏置條件下工作-從功率放大器飽和區域中的大信號到無源混頻器亞閾值區域中的弱信號。此外，RF晶體管模型必須正確表示信號特性，例如諧波和線性。

如本文所示，PSP模型通過計算晶體管的硅/二氧化硅界面的柵極區域中的表面電勢來滿足這些要求。盡管表面電勢技術自1960年代就已為人所知，但最近才通過Phillips MOS Model 11和賓夕法尼亞州立大學的SP模型實現了將必要的方程式綜合起來并將其實現為緊湊模型的方法。

PSP模型理論概述

與其他建模方法相比，PSP模型所基于的表面電勢方法使用的分析更加緊密地描述了晶體管的器件物理特性。因此，這些模型可以準確預測齲齒的物理現象，包括庫侖散射，量子力學效應，噪聲源，逆行通道輪廓和陰影溝槽隔離（STI）引起的應力。

要了解表面電勢方法是如何工作的，請考慮使晶體管的柵電極與覆蓋器件硅表面的二氧化硅區域接觸（圖1）。改變晶體管柵極的偏置電壓會影響硅表面的電勢。可以將這種表面電勢關系公式化為一個方程，該方程涉及各種工藝參數，包括器件主體因子和散裝載流子濃度。該方程式是泊松方程式的一種形式，被稱為表面勢方程式（SPE）。

電壓方程式中表面電位的定義

當包含在完善的PDK中時，PSP模型可作為RF設計人員的絕佳工具。該模型的表面電勢基礎使其能夠預測BSIM模型無法提供的性能。因此，當今的RF設計人員可以使用完整的PDK將PSP模型添加到BSIM模型，其他模型和經過驗證的數據文件的現有軟件包中。這個完整的PDK與RF設計流程緊密集成，使RF設計人員可以專注于電路設計問題，而不是工具的準確性和使用情況。

此外，用于深亞微米技術的良好RF PDK應該提供有效的統計和電感工具。這些工具既節省了時間，又使設計人員有信心從硅技術中獲得最佳性能和效率。借助先進的模型和工具，設計人員可以滿足功耗和噪聲方面的嚴格限制，同時最大程度地縮短產品上市時間并改善設備的可制造性。

編輯：hfy