b3soifdset.c

ngspice又一个电子CAD仿真软件代码.功能更全

/**********
Copyright 1999 Regents of the University of California.  All rights reserved.
Author: Weidong Liu and Pin Su         Feb 1999
Author: 1998 Samuel Fung, Dennis Sinitsky and Stephen Tang
File: b3soifdset.c          98/5/01
Modified by Pin Su, Wei Jin 99/9/27
Modified by Paolo Nenzi 2002
**********/

/*
 * Revision 2.1  99/9/27 Pin Su 
 * BSIMFD2.1 release
 */

#include "ngspice.h"
#include "smpdefs.h"
#include "cktdefs.h"
#include "b3soifddef.h"
#include "const.h"
#include "sperror.h"
#include "suffix.h"

#define MAX_EXP 5.834617425e14
#define MIN_EXP 1.713908431e-15
#define EXP_THRESHOLD 34.0
#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
B3SOIFDsetup(SMPmatrix *matrix, GENmodel *inModel, CKTcircuit *ckt,
             int *states)
{
B3SOIFDmodel *model = (B3SOIFDmodel*)inModel;
B3SOIFDinstance *here;
int error;
CKTnode *tmp;

double tmp1, tmp2;
double nfb0, Cboxt;

CKTnode *tmpNode;
IFuid tmpName;


    /*  loop through all the B3SOIFD device models */
    for( ; model != NULL; model = model->B3SOIFDnextModel )
    {
/* Default value Processing for B3SOIFD MOSFET Models */

        if (!model->B3SOIFDtypeGiven)
            model->B3SOIFDtype = NMOS;     
        if (!model->B3SOIFDmobModGiven) 
            model->B3SOIFDmobMod = 1;
        if (!model->B3SOIFDbinUnitGiven) 
            model->B3SOIFDbinUnit = 1;
        if (!model->B3SOIFDparamChkGiven) 
            model->B3SOIFDparamChk = 0;
        if (!model->B3SOIFDcapModGiven) 
            model->B3SOIFDcapMod = 2;
        if (!model->B3SOIFDnoiModGiven) 
            model->B3SOIFDnoiMod = 1;
        if (!model->B3SOIFDshModGiven) 
            model->B3SOIFDshMod = 0;
        if (!model->B3SOIFDversionGiven) 
            model->B3SOIFDversion = 2.0;
        if (!model->B3SOIFDtoxGiven)
            model->B3SOIFDtox = 100.0e-10;
        model->B3SOIFDcox = 3.453133e-11 / model->B3SOIFDtox;

        if (!model->B3SOIFDcdscGiven)
	    model->B3SOIFDcdsc = 2.4e-4;   /* unit Q/V/m^2  */
        if (!model->B3SOIFDcdscbGiven)
	    model->B3SOIFDcdscb = 0.0;   /* unit Q/V/m^2  */    
	    if (!model->B3SOIFDcdscdGiven)
	    model->B3SOIFDcdscd = 0.0;   /* unit Q/V/m^2  */
        if (!model->B3SOIFDcitGiven)
	    model->B3SOIFDcit = 0.0;   /* unit Q/V/m^2  */
        if (!model->B3SOIFDnfactorGiven)
	    model->B3SOIFDnfactor = 1;
        if (!model->B3SOIFDvsatGiven)
            model->B3SOIFDvsat = 8.0e4;    /* unit m/s */ 
        if (!model->B3SOIFDatGiven)
            model->B3SOIFDat = 3.3e4;    /* unit m/s */ 
        if (!model->B3SOIFDa0Given)
            model->B3SOIFDa0 = 1.0;  
        if (!model->B3SOIFDagsGiven)
            model->B3SOIFDags = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDa1Given)
            model->B3SOIFDa1 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDa2Given)
            model->B3SOIFDa2 = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDketaGiven)
            model->B3SOIFDketa = -0.6;    /* unit  / V */
        if (!model->B3SOIFDnsubGiven)
            model->B3SOIFDnsub = 6.0e16;   /* unit 1/cm3 */
        if (!model->B3SOIFDnpeakGiven)
            model->B3SOIFDnpeak = 1.7e17;   /* unit 1/cm3 */
        if (!model->B3SOIFDngateGiven)
            model->B3SOIFDngate = 0;   /* unit 1/cm3 */
        if (!model->B3SOIFDvbmGiven)
	    model->B3SOIFDvbm = -3.0;
        if (!model->B3SOIFDxtGiven)
	    model->B3SOIFDxt = 1.55e-7;
        if (!model->B3SOIFDkt1Given)
            model->B3SOIFDkt1 = -0.11;      /* unit V */
        if (!model->B3SOIFDkt1lGiven)
            model->B3SOIFDkt1l = 0.0;      /* unit V*m */
        if (!model->B3SOIFDkt2Given)
            model->B3SOIFDkt2 = 0.022;      /* No unit */
        if (!model->B3SOIFDk3Given)
            model->B3SOIFDk3 = 0.0;      
        if (!model->B3SOIFDk3bGiven)
            model->B3SOIFDk3b = 0.0;      
        if (!model->B3SOIFDw0Given)
            model->B3SOIFDw0 = 2.5e-6;    
        if (!model->B3SOIFDnlxGiven)
            model->B3SOIFDnlx = 1.74e-7;     
        if (!model->B3SOIFDdvt0Given)
            model->B3SOIFDdvt0 = 2.2;    
        if (!model->B3SOIFDdvt1Given)
            model->B3SOIFDdvt1 = 0.53;      
        if (!model->B3SOIFDdvt2Given)
            model->B3SOIFDdvt2 = -0.032;   /* unit 1 / V */     

        if (!model->B3SOIFDdvt0wGiven)
            model->B3SOIFDdvt0w = 0.0;    
        if (!model->B3SOIFDdvt1wGiven)
            model->B3SOIFDdvt1w = 5.3e6;    
        if (!model->B3SOIFDdvt2wGiven)
            model->B3SOIFDdvt2w = -0.032;   

        if (!model->B3SOIFDdroutGiven)
            model->B3SOIFDdrout = 0.56;     
        if (!model->B3SOIFDdsubGiven)
            model->B3SOIFDdsub = model->B3SOIFDdrout;     
        if (!model->B3SOIFDvth0Given)
            model->B3SOIFDvth0 = (model->B3SOIFDtype == NMOS) ? 0.7 : -0.7;
        if (!model->B3SOIFDuaGiven)
            model->B3SOIFDua = 2.25e-9;      /* unit m/V */
        if (!model->B3SOIFDua1Given)
            model->B3SOIFDua1 = 4.31e-9;      /* unit m/V */
        if (!model->B3SOIFDubGiven)
            model->B3SOIFDub = 5.87e-19;     /* unit (m/V)**2 */
        if (!model->B3SOIFDub1Given)
            model->B3SOIFDub1 = -7.61e-18;     /* unit (m/V)**2 */
        if (!model->B3SOIFDucGiven)
            model->B3SOIFDuc = (model->B3SOIFDmobMod == 3) ? -0.0465 : -0.0465e-9;   
        if (!model->B3SOIFDuc1Given)
            model->B3SOIFDuc1 = (model->B3SOIFDmobMod == 3) ? -0.056 : -0.056e-9;   
        if (!model->B3SOIFDu0Given)
            model->B3SOIFDu0 = (model->B3SOIFDtype == NMOS) ? 0.067 : 0.025;
        if (!model->B3SOIFDuteGiven)
	    model->B3SOIFDute = -1.5;    
        if (!model->B3SOIFDvoffGiven)
	    model->B3SOIFDvoff = -0.08;
        if (!model->B3SOIFDdeltaGiven)  
           model->B3SOIFDdelta = 0.01;
        if (!model->B3SOIFDrdswGiven)
            model->B3SOIFDrdsw = 100;
        if (!model->B3SOIFDprwgGiven)
            model->B3SOIFDprwg = 0.0;      /* unit 1/V */
        if (!model->B3SOIFDprwbGiven)
            model->B3SOIFDprwb = 0.0;      
        if (!model->B3SOIFDprtGiven)
        if (!model->B3SOIFDprtGiven)
            model->B3SOIFDprt = 0.0;      
        if (!model->B3SOIFDeta0Given)
            model->B3SOIFDeta0 = 0.08;      /* no unit  */ 
        if (!model->B3SOIFDetabGiven)
            model->B3SOIFDetab = -0.07;      /* unit  1/V */ 
        if (!model->B3SOIFDpclmGiven)
            model->B3SOIFDpclm = 1.3;      /* no unit  */ 
        if (!model->B3SOIFDpdibl1Given)
            model->B3SOIFDpdibl1 = .39;    /* no unit  */
        if (!model->B3SOIFDpdibl2Given)
            model->B3SOIFDpdibl2 = 0.0086;    /* no unit  */ 
        if (!model->B3SOIFDpdiblbGiven)
            model->B3SOIFDpdiblb = 0.0;    /* 1/V  */ 
        if (!model->B3SOIFDpvagGiven)
            model->B3SOIFDpvag = 0.0;     
        if (!model->B3SOIFDwrGiven)  
            model->B3SOIFDwr = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDdwgGiven)  
            model->B3SOIFDdwg = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDdwbGiven)  
            model->B3SOIFDdwb = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDb0Given)
            model->B3SOIFDb0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDb1Given)  
            model->B3SOIFDb1 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDalpha0Given)  
            model->B3SOIFDalpha0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDalpha1Given)  
            model->B3SOIFDalpha1 = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDbeta0Given)  
            model->B3SOIFDbeta0 = 30.0;

        if (!model->B3SOIFDcgslGiven)  
            model->B3SOIFDcgsl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDcgdlGiven)  
            model->B3SOIFDcgdl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDckappaGiven)  
            model->B3SOIFDckappa = 0.6;
        if (!model->B3SOIFDclcGiven)  
            model->B3SOIFDclc = 0.1e-7;
        if (!model->B3SOIFDcleGiven)  
            model->B3SOIFDcle = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDtboxGiven)  
            model->B3SOIFDtbox = 3e-7;
        if (!model->B3SOIFDtsiGiven)  
            model->B3SOIFDtsi = 1e-7;
        if (!model->B3SOIFDxjGiven)  
            model->B3SOIFDxj = model->B3SOIFDtsi;
        if (!model->B3SOIFDkb1Given)  
            model->B3SOIFDkb1 = 1;
        if (!model->B3SOIFDkb3Given)  
            model->B3SOIFDkb3 = 1;
        if (!model->B3SOIFDdvbd0Given)  
            model->B3SOIFDdvbd0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDdvbd1Given)  
            model->B3SOIFDdvbd1 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDvbsaGiven)  
            model->B3SOIFDvbsa = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDdelpGiven)  
            model->B3SOIFDdelp = 0.02;
        if (!model->B3SOIFDrbodyGiven)  
            model->B3SOIFDrbody = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDrbshGiven)  
            model->B3SOIFDrbsh = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDadice0Given)  
            model->B3SOIFDadice0 = 1;
        if (!model->B3SOIFDabpGiven)  
            model->B3SOIFDabp = 1;
        if (!model->B3SOIFDmxcGiven)  
            model->B3SOIFDmxc = -0.9;
        if (!model->B3SOIFDrth0Given)  
            model->B3SOIFDrth0 = 0;

        if (!model->B3SOIFDcth0Given)
            model->B3SOIFDcth0 =0;

        if (!model->B3SOIFDaiiGiven)  
            model->B3SOIFDaii = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDbiiGiven)  
            model->B3SOIFDbii = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDciiGiven)  
            model->B3SOIFDcii = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDdiiGiven)  
            model->B3SOIFDdii = -1.0;
        if (!model->B3SOIFDagidlGiven)  
            model->B3SOIFDagidl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDbgidlGiven)  
            model->B3SOIFDbgidl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDngidlGiven)  
            model->B3SOIFDngidl = 1.2;
        if (!model->B3SOIFDndiodeGiven)  
            model->B3SOIFDndiode = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDntunGiven)  
            model->B3SOIFDntun = 10.0;
        if (!model->B3SOIFDisbjtGiven)  
            model->B3SOIFDisbjt = 1e-6;
        if (!model->B3SOIFDisdifGiven)  
            model->B3SOIFDisdif = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDisrecGiven)  
            model->B3SOIFDisrec = 1e-5;
        if (!model->B3SOIFDistunGiven)  
            model->B3SOIFDistun = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDxbjtGiven)  
            model->B3SOIFDxbjt = 2;
        if (!model->B3SOIFDxdifGiven)  
            model->B3SOIFDxdif = 2;
        if (!model->B3SOIFDxrecGiven)  
            model->B3SOIFDxrec = 20;
        if (!model->B3SOIFDxtunGiven)  
            model->B3SOIFDxtun = 0;
        if (!model->B3SOIFDedlGiven)  
            model->B3SOIFDedl = 2e-6;
        if (!model->B3SOIFDkbjt1Given)  
            model->B3SOIFDkbjt1 = 0;
        if (!model->B3SOIFDttGiven)  
            model->B3SOIFDtt = 1e-12;
        if (!model->B3SOIFDasdGiven)  
            model->B3SOIFDasd = 0.3;

        /* unit degree celcius */
        if (!model->B3SOIFDtnomGiven)  
	    model->B3SOIFDtnom = ckt->CKTnomTemp; 
        if (!model->B3SOIFDLintGiven)  
           model->B3SOIFDLint = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDLlGiven)  
           model->B3SOIFDLl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDLlnGiven)  
           model->B3SOIFDLln = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDLwGiven)  
           model->B3SOIFDLw = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDLwnGiven)  
           model->B3SOIFDLwn = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDLwlGiven)  
           model->B3SOIFDLwl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDLminGiven)  
           model->B3SOIFDLmin = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDLmaxGiven)  
           model->B3SOIFDLmax = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDWintGiven)  
           model->B3SOIFDWint = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDWlGiven)  
           model->B3SOIFDWl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDWlnGiven)  
           model->B3SOIFDWln = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDWwGiven)  
           model->B3SOIFDWw = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDWwnGiven)  
           model->B3SOIFDWwn = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDWwlGiven)  
           model->B3SOIFDWwl = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDWminGiven)  
           model->B3SOIFDWmin = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDWmaxGiven)  
           model->B3SOIFDWmax = 1.0;
        if (!model->B3SOIFDdwcGiven)  
           model->B3SOIFDdwc = model->B3SOIFDWint;
        if (!model->B3SOIFDdlcGiven)  
           model->B3SOIFDdlc = model->B3SOIFDLint;

/* Added for binning - START */
        /* Length dependence */
        if (!model->B3SOIFDlnpeakGiven)
            model->B3SOIFDlnpeak = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDlnsubGiven)
            model->B3SOIFDlnsub = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDlngateGiven)
            model->B3SOIFDlngate = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDlvth0Given)
           model->B3SOIFDlvth0 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDlk1Given)
            model->B3SOIFDlk1 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDlk2Given)
            model->B3SOIFDlk2 = 0.0;
        if (!model->B3SOIFDlk3Given)