b3soiset.c

ngspice又一个电子CAD仿真软件代码.功能更全

/**********
Copyright 1990 Regents of the University of California.  All rights reserved.
Author: 1998 Samuel Fung, Dennis Sinitsky and Stephen Tang
File: b3soiset.c          98/5/01
Modified by Pin Su and Jan Feng	99/2/15
Modified by Pin Su 99/4/30
Modified by Pin Su, Wei Jin 99/9/27
Modified by Pin Su 00/3/1
Modified by Pin Su 01/2/15
Modified by Pin Su 02/3/5
Modified by Pin Su 02/5/20 
Modified by Paolo Nenzi 2002
**********/


#include "ngspice.h"
#include "smpdefs.h"
#include "cktdefs.h"
#include "b3soidef.h"
#include "const.h"
#include "sperror.h"
#include "suffix.h"

#define SMOOTHFACTOR 0.1
#define EPSOX 3.453133e-11
#define EPSSI 1.03594e-10
#define PI 3.141592654
#define Charge_q 1.60219e-19
#define Meter2Micron 1.0e6

int
B3SOIsetup(SMPmatrix *matrix, GENmodel *inModel, CKTcircuit *ckt, int *states)
{
B3SOImodel *model = (B3SOImodel*)inModel;
B3SOIinstance *here;
int error;
CKTnode *tmp;

double Cboxt;


/* Alan's Nodeset Fix */
CKTnode *tmpNode;
IFuid tmpName;


    /*  loop through all the B3SOI device models */
    for( ; model != NULL; model = model->B3SOInextModel )
    {
/* Default value Processing for B3SOI MOSFET Models */

        if (!model->B3SOItypeGiven)
            model->B3SOItype = NMOS;     
        if (!model->B3SOImobModGiven) 
            model->B3SOImobMod = 1;
        if (!model->B3SOIbinUnitGiven) 
            model->B3SOIbinUnit = 1;
        if (!model->B3SOIparamChkGiven) 
            model->B3SOIparamChk = 0;
        if (!model->B3SOIcapModGiven) 
            model->B3SOIcapMod = 2;
        if (!model->B3SOInoiModGiven) 
            model->B3SOInoiMod = 1;
        if (!model->B3SOIshModGiven) 
            model->B3SOIshMod = 0;
        if (!model->B3SOIversionGiven) 
            model->B3SOIversion = 2.0;
        if (!model->B3SOItoxGiven)
            model->B3SOItox = 100.0e-10;
        model->B3SOIcox = 3.453133e-11 / model->B3SOItox;

/* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOIdtoxcvGiven)
            model->B3SOIdtoxcv = 0.0;

        if (!model->B3SOIcdscGiven)
	    model->B3SOIcdsc = 2.4e-4;   /* unit Q/V/m^2  */
        if (!model->B3SOIcdscbGiven)
	    model->B3SOIcdscb = 0.0;   /* unit Q/V/m^2  */    
	    if (!model->B3SOIcdscdGiven)
	    model->B3SOIcdscd = 0.0;   /* unit Q/V/m^2  */
        if (!model->B3SOIcitGiven)
	    model->B3SOIcit = 0.0;   /* unit Q/V/m^2  */
        if (!model->B3SOInfactorGiven)
	    model->B3SOInfactor = 1;
        if (!model->B3SOIvsatGiven)
            model->B3SOIvsat = 8.0e4;    /* unit m/s */ 
        if (!model->B3SOIatGiven)
            model->B3SOIat = 3.3e4;    /* unit m/s */ 
        if (!model->B3SOIa0Given)
            model->B3SOIa0 = 1.0;  
        if (!model->B3SOIagsGiven)
            model->B3SOIags = 0.0;
        if (!model->B3SOIa1Given)
            model->B3SOIa1 = 0.0;
        if (!model->B3SOIa2Given)
            model->B3SOIa2 = 1.0;
        if (!model->B3SOIketaGiven)
            model->B3SOIketa = -0.6;    /* unit  / V */
        if (!model->B3SOInsubGiven)
            model->B3SOInsub = 6.0e16;   /* unit 1/cm3 */
        if (!model->B3SOInpeakGiven)
            model->B3SOInpeak = 1.7e17;   /* unit 1/cm3 */
        if (!model->B3SOIngateGiven)
            model->B3SOIngate = 0;   /* unit 1/cm3 */
        if (!model->B3SOIvbmGiven)
	    model->B3SOIvbm = -3.0;
        if (!model->B3SOIxtGiven)
	    model->B3SOIxt = 1.55e-7;
        if (!model->B3SOIkt1Given)
            model->B3SOIkt1 = -0.11;      /* unit V */
        if (!model->B3SOIkt1lGiven)
            model->B3SOIkt1l = 0.0;      /* unit V*m */
        if (!model->B3SOIkt2Given)
            model->B3SOIkt2 = 0.022;      /* No unit */
        if (!model->B3SOIk3Given)
            model->B3SOIk3 = 0.0;      
        if (!model->B3SOIk3bGiven)
            model->B3SOIk3b = 0.0;      
        if (!model->B3SOIw0Given)
            model->B3SOIw0 = 2.5e-6;    
        if (!model->B3SOInlxGiven)
            model->B3SOInlx = 1.74e-7;     
        if (!model->B3SOIdvt0Given)
            model->B3SOIdvt0 = 2.2;    
        if (!model->B3SOIdvt1Given)
            model->B3SOIdvt1 = 0.53;      
        if (!model->B3SOIdvt2Given)
            model->B3SOIdvt2 = -0.032;   /* unit 1 / V */     

        if (!model->B3SOIdvt0wGiven)
            model->B3SOIdvt0w = 0.0;    
        if (!model->B3SOIdvt1wGiven)
            model->B3SOIdvt1w = 5.3e6;    
        if (!model->B3SOIdvt2wGiven)
            model->B3SOIdvt2w = -0.032;   

        if (!model->B3SOIdroutGiven)
            model->B3SOIdrout = 0.56;     
        if (!model->B3SOIdsubGiven)
            model->B3SOIdsub = model->B3SOIdrout;     
        if (!model->B3SOIvth0Given)
            model->B3SOIvth0 = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.7 : -0.7;
        if (!model->B3SOIuaGiven)
            model->B3SOIua = 2.25e-9;      /* unit m/V */
        if (!model->B3SOIua1Given)
            model->B3SOIua1 = 4.31e-9;      /* unit m/V */
        if (!model->B3SOIubGiven)
            model->B3SOIub = 5.87e-19;     /* unit (m/V)**2 */
        if (!model->B3SOIub1Given)
            model->B3SOIub1 = -7.61e-18;     /* unit (m/V)**2 */
        if (!model->B3SOIucGiven)
            model->B3SOIuc = (model->B3SOImobMod == 3) ? -0.0465 : -0.0465e-9;   
        if (!model->B3SOIuc1Given)
            model->B3SOIuc1 = (model->B3SOImobMod == 3) ? -0.056 : -0.056e-9;   
        if (!model->B3SOIu0Given)
            model->B3SOIu0 = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.067 : 0.025;
        if (!model->B3SOIuteGiven)
	    model->B3SOIute = -1.5;    
        if (!model->B3SOIvoffGiven)
	    model->B3SOIvoff = -0.08;
        if (!model->B3SOIdeltaGiven)  
           model->B3SOIdelta = 0.01;
        if (!model->B3SOIrdswGiven)
            model->B3SOIrdsw = 100;
        if (!model->B3SOIprwgGiven)
            model->B3SOIprwg = 0.0;      /* unit 1/V */
        if (!model->B3SOIprwbGiven)
            model->B3SOIprwb = 0.0;      
        if (!model->B3SOIprtGiven)
        if (!model->B3SOIprtGiven)
            model->B3SOIprt = 0.0;      
        if (!model->B3SOIeta0Given)
            model->B3SOIeta0 = 0.08;      /* no unit  */ 
        if (!model->B3SOIetabGiven)
            model->B3SOIetab = -0.07;      /* unit  1/V */ 
        if (!model->B3SOIpclmGiven)
            model->B3SOIpclm = 1.3;      /* no unit  */ 
        if (!model->B3SOIpdibl1Given)
            model->B3SOIpdibl1 = .39;    /* no unit  */
        if (!model->B3SOIpdibl2Given)
            model->B3SOIpdibl2 = 0.0086;    /* no unit  */ 
        if (!model->B3SOIpdiblbGiven)
            model->B3SOIpdiblb = 0.0;    /* 1/V  */ 
        if (!model->B3SOIpvagGiven)
            model->B3SOIpvag = 0.0;     
        if (!model->B3SOIwrGiven)  
            model->B3SOIwr = 1.0;
        if (!model->B3SOIdwgGiven)  
            model->B3SOIdwg = 0.0;
        if (!model->B3SOIdwbGiven)  
            model->B3SOIdwb = 0.0;
        if (!model->B3SOIb0Given)
            model->B3SOIb0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIb1Given)  
            model->B3SOIb1 = 0.0;
        if (!model->B3SOIalpha0Given)  
            model->B3SOIalpha0 = 0.0;

        if (!model->B3SOIcgslGiven)  
            model->B3SOIcgsl = 0.0;
        if (!model->B3SOIcgdlGiven)  
            model->B3SOIcgdl = 0.0;
        if (!model->B3SOIckappaGiven)  
            model->B3SOIckappa = 0.6;
        if (!model->B3SOIclcGiven)  
            model->B3SOIclc = 0.1e-7;
        if (!model->B3SOIcleGiven)  
            model->B3SOIcle = 0.0;
        if (!model->B3SOItboxGiven)  
            model->B3SOItbox = 3e-7;
        if (!model->B3SOItsiGiven)  
            model->B3SOItsi = 1e-7;
        if (!model->B3SOIxjGiven)  
            model->B3SOIxj = model->B3SOItsi;
        if (!model->B3SOIrbodyGiven)  
            model->B3SOIrbody = 0.0;
        if (!model->B3SOIrbshGiven)  
            model->B3SOIrbsh = 0.0;
        if (!model->B3SOIrth0Given)  
            model->B3SOIrth0 = 0;

/* v3.0 bug fix */
        if (!model->B3SOIcth0Given)
            model->B3SOIcth0 = 1e-5;

        if (!model->B3SOIagidlGiven)  
            model->B3SOIagidl = 0.0;
        if (!model->B3SOIbgidlGiven)  
            model->B3SOIbgidl = 0.0;
        if (!model->B3SOIngidlGiven)  
            model->B3SOIngidl = 1.2;
        if (!model->B3SOIndiodeGiven)  
            model->B3SOIndiode = 1.0;
        if (!model->B3SOIntunGiven)  
            model->B3SOIntun = 10.0;

        if (!model->B3SOInrecf0Given)
            model->B3SOInrecf0 = 2.0;
        if (!model->B3SOInrecr0Given)
            model->B3SOInrecr0 = 10.0;
 
        if (!model->B3SOIisbjtGiven)  
            model->B3SOIisbjt = 1e-6;
        if (!model->B3SOIisdifGiven)  
            model->B3SOIisdif = 0.0;
        if (!model->B3SOIisrecGiven)  
            model->B3SOIisrec = 1e-5;
        if (!model->B3SOIistunGiven)  
            model->B3SOIistun = 0.0;
        if (!model->B3SOIxbjtGiven)  
            model->B3SOIxbjt = 1;
/*
        if (!model->B3SOIxdifGiven)  
            model->B3SOIxdif = 1;
*/
        if (!model->B3SOIxdifGiven)
            model->B3SOIxdif = model->B3SOIxbjt;

        if (!model->B3SOIxrecGiven)  
            model->B3SOIxrec = 1;
        if (!model->B3SOIxtunGiven)  
            model->B3SOIxtun = 0;
        if (!model->B3SOIttGiven)  
            model->B3SOItt = 1e-12;
        if (!model->B3SOIasdGiven)  
            model->B3SOIasd = 0.3;

        /* unit degree celcius */
        if (!model->B3SOItnomGiven)  
	    model->B3SOItnom = ckt->CKTnomTemp; 
        if (!model->B3SOILintGiven)  
           model->B3SOILint = 0.0;
        if (!model->B3SOILlGiven)  
           model->B3SOILl = 0.0;
        if (!model->B3SOILlcGiven) 
           model->B3SOILlc = 0.0; /* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOILlnGiven)  
           model->B3SOILln = 1.0;
        if (!model->B3SOILwGiven)  
           model->B3SOILw = 0.0;
        if (!model->B3SOILwcGiven) 
           model->B3SOILwc = 0.0; /* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOILwnGiven)  
           model->B3SOILwn = 1.0;
        if (!model->B3SOILwlGiven)  
           model->B3SOILwl = 0.0;
        if (!model->B3SOILwlcGiven) 
           model->B3SOILwlc = 0.0; /* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOILminGiven)  
           model->B3SOILmin = 0.0;
        if (!model->B3SOILmaxGiven)  
           model->B3SOILmax = 1.0;
        if (!model->B3SOIWintGiven)  
           model->B3SOIWint = 0.0;
        if (!model->B3SOIWlGiven)  
           model->B3SOIWl = 0.0;
        if (!model->B3SOIWlcGiven) 
           model->B3SOIWlc = 0.0; /* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOIWlnGiven)  
           model->B3SOIWln = 1.0;
        if (!model->B3SOIWwGiven)  
           model->B3SOIWw = 0.0;
        if (!model->B3SOIWwcGiven) 
           model->B3SOIWwc = 0.0; /* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOIWwnGiven)  
           model->B3SOIWwn = 1.0;
        if (!model->B3SOIWwlGiven)  
           model->B3SOIWwl = 0.0;
        if (!model->B3SOIWwlcGiven)
           model->B3SOIWwlc = 0.0; /* v2.2.3 */
        if (!model->B3SOIWminGiven)  
           model->B3SOIWmin = 0.0;
        if (!model->B3SOIWmaxGiven)  
           model->B3SOIWmax = 1.0;
        if (!model->B3SOIdwcGiven)  
           model->B3SOIdwc = model->B3SOIWint;
        if (!model->B3SOIdlcGiven)  
           model->B3SOIdlc = model->B3SOILint;
        if (!model->B3SOIdlcigGiven)
           model->B3SOIdlcig = model->B3SOILint; /* v3.0 */

/* v3.0 */
        if (!model->B3SOIsoimodGiven)
            model->B3SOIsoiMod = 0;
        if (!model->B3SOIvbsaGiven)
            model->B3SOIvbsa = 0.0;
        if (!model->B3SOInofffdGiven)
            model->B3SOInofffd = 1.0;
        if (!model->B3SOIvofffdGiven)
            model->B3SOIvofffd = 0.0;
        if (!model->B3SOIk1bGiven)
            model->B3SOIk1b = 1.0;
        if (!model->B3SOIk2bGiven)
            model->B3SOIk2b = 0.0;
        if (!model->B3SOIdk2bGiven)
            model->B3SOIdk2b = 0.0;
        if (!model->B3SOIdvbd0Given)
            model->B3SOIdvbd0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIdvbd1Given)
            model->B3SOIdvbd1 = 0.0;
        if (!model->B3SOImoinFDGiven)
            model->B3SOImoinFD = 1e3;


/* v2.2 release */
        if (!model->B3SOIwth0Given)
           model->B3SOIwth0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIrhaloGiven)
           model->B3SOIrhalo = 1e15;
        if (!model->B3SOIntoxGiven)
           model->B3SOIntox = 1;
        if (!model->B3SOItoxrefGiven)
           model->B3SOItoxref = 2.5e-9;
        if (!model->B3SOIebgGiven)
           model->B3SOIebg = 1.2;
        if (!model->B3SOIvevbGiven)
           model->B3SOIvevb = 0.075;
        if (!model->B3SOIalphaGB1Given)
           model->B3SOIalphaGB1 = 0.35;
        if (!model->B3SOIbetaGB1Given)
           model->B3SOIbetaGB1 = 0.03;
        if (!model->B3SOIvgb1Given)
           model->B3SOIvgb1 = 300;
        if (!model->B3SOIalphaGB2Given)
           model->B3SOIalphaGB2 = 0.43;
        if (!model->B3SOIbetaGB2Given)
           model->B3SOIbetaGB2 = 0.05;
        if (!model->B3SOIvecbGiven)
           model->B3SOIvecb = 0.026;
        if (!model->B3SOIvgb2Given)
           model->B3SOIvgb2 = 17;
        if (!model->B3SOItoxqmGiven)
           model->B3SOItoxqm = model->B3SOItox;
        if (!model->B3SOIvoxhGiven)
           model->B3SOIvoxh = 5.0;
        if (!model->B3SOIdeltavoxGiven)
           model->B3SOIdeltavox = 0.005;

/* v3.0 */
        if (!model->B3SOIigbModGiven)
           model->B3SOIigbMod = 0;
        if (!model->B3SOIigcModGiven)
           model->B3SOIigcMod = 0;
        if (!model->B3SOInigcGiven)
            model->B3SOInigc = 1.0;
        if (!model->B3SOIaigcGiven)
            model->B3SOIaigc = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.43 : 0.31;
        if (!model->B3SOIbigcGiven)
            model->B3SOIbigc = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.054 : 0.024;
        if (!model->B3SOIcigcGiven)
            model->B3SOIcigc = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.075 : 0.03;
        if (!model->B3SOIaigsdGiven)
            model->B3SOIaigsd = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.43 : 0.31;
        if (!model->B3SOIbigsdGiven)
            model->B3SOIbigsd = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.054 : 0.024;
        if (!model->B3SOIcigsdGiven)
            model->B3SOIcigsd = (model->B3SOItype == NMOS) ? 0.075 : 0.03;
        if (!model->B3SOIpigcdGiven)