octave_packages/ocs-0.1.3/sbn/Mpmosfet.m

   1 ## Copyright (C) 2006,2007,2008  Carlo de Falco
   2 ##
   3 ## This file is part of:
   4 ## OCS - A Circuit Simulator for Octave
   5 ##
   6 ## OCS is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 ## the Free Software Foundation.
   9 ##
  10 ## This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11 ## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 ## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 ## GNU General Public License for more details.
  14 ##
  15 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
  16 ## along with this program (see the file LICENSE); if not,
  17 ## see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 ##
  19 ## author: Carlo de Falco <cdf _AT_ users.sourceforge.net>
  20
  21 ## -*- texinfo -*-
  22 ##
  23 ## @deftypefn{Function File} @
  24 ## {[@var{a},@var{b},@var{c}]=} Mpmosfet(@var{string},@var{parameters},@
  25 ## @var{parameternames},@var{extvar},@var{intvar},@var{t})
  26 ##
  27 ## SBN file implementing standard models for p-mosfets.
  28 ##
  29 ## @var{string} is used to select among models. Parameters are listed
  30 ## as inner items. Possible models are:
  31 ##
  32 ## @enumerate
  33 ## @item @var{string} = "simple" (Standard model for MOSFET)
  34 ## @itemize @minus
  35 ## @item rd  -> parasitic resistance between drain and source
  36 ## @item k   -> k parameter for usual mosfet model
  37 ## @item Vth -> threshold voltage
  38 ## @end itemize
  39 ## @item @var{string} = "lincap" (Adds RC parasitics)
  40 ## @itemize @minus
  41 ## @item rd  -> parasitic resistance between drain and source
  42 ## @item k   -> k parameter for usual mosfet model
  43 ## @item Vth -> threshold voltage
  44 ## @item Rs  -> parasitic source resistance
  45 ## @item Rd  -> parasitic drain resistance
  46 ## @item Cs  -> gate-source capacitance
  47 ## @item Cd  -> gate-drain capacitance
  48 ## @item Cb  -> gate-bulk capacitance
  49 ## @end itemize
  50 ## @end enumerate
  51 ##
  52 ## See the @cite{IFF file format specifications} for details about
  53 ## the output structures.
  54 ##
  55 ## @seealso{prs_iff,asm_initialize_system,asm_build_system}
  56 ## @end deftypefn
  57
  58 function [a,b,c]= Mpmosfet (string,parameters,parameternames,extvar,intvar,t)
  59
  60   switch string
  61     case "simple"
  62
  63       rd = 1e6;
  64
  65       for ii=1:length(parameternames)
  66         eval([parameternames{ii} "=",...
  67               num2str(parameters(ii)) " ;"]);
  68       endfor
  69
  70       vg   = extvar(1);
  71       vs   = extvar(2);
  72       vd   = extvar(3);
  73       vb   = extvar(4);
  74
  75       vgs  = vg-vs;
  76       vds  = vd-vs;
  77
  78       if (vgs > Vth)
  79
  80         gm = 0;
  81         gd = 1/rd;
  82         id = vds*gd;
  83
  84       elseif (((vgs-Vth) <= (vds)) && (vds<=0))
  85
  86         id = k*((vgs-Vth)*vds-(vds^2)/2)+vds/rd;
  87         gm = k*vds;
  88         gd = k*(vgs-Vth-vds)+1/rd;
  89
  90       elseif (((vgs-Vth) <= (vds)) && (vds>0))
  91
  92         gm = 0;
  93         gd = 1/rd;
  94         id = vds*gd;
  95
  96       else
  97
  98         id = k*(vgs-Vth)^2/2+vds/rd;
  99         gm = k*(vgs-Vth);
 100         gd = 1/rd;
 101
 102       endif
 103       a = zeros(4);
 104
 105       b = [0    0       0  0;
 106            -gm  (gm+gd) -gd  0;
 107            gm -(gm+gd)  gd  0;
 108            0    0       0   0 ];
 109
 110       c =[0 -id id 0]';
 111       break;
 112
 113     case "lincap"
 114
 115       ## Default parameter values
 116       if isempty(intvar)
 117         intvar = zeros(5,1);
 118       endif
 119       Rs = 1e2; Rd = 1e2; Cs = 1e-15;
 120       Cd = 1e-15; Cb = 1e-12;
 121       rd = inf; k = -1e-3; Vth = -.1;
 122
 123       ## parameters given in input
 124
 125       for ii=1:length(parameternames)
 126         eval([parameternames{ii} "=",...
 127               num2str(parameters(ii)) " ;"])
 128       endfor
 129
 130
 131       mtdpmos   = file_in_path(path,"Mtdpmos.cir");
 132       mtdpmos(end-3:end)=[];
 133       tmpstruct = prs_iff(mtdpmos);
 134
 135
 136       tmpstruct.NLC.pvmatrix    = [k Vth rd];
 137       tmpstruct.LCR(1).pvmatrix = [Rs; Rd];
 138       tmpstruct.LCR(2).pvmatrix = [Cs; Cd; Cb];
 139
 140       [A0,B,C]     = asm_initialize_system(tmpstruct,[extvar;intvar]);
 141       [A1,Jac,res] = asm_build_system(tmpstruct,[extvar;intvar],t);
 142
 143       a = A0+A1;
 144       b = B+Jac;
 145       c = res + B*[extvar;intvar] + C;
 146
 147       break;
 148
 149     otherwise
 150       error(["unknown option:" string]);
 151   endswitch
 152
 153 endfunction