Circuits et systemes de modelisation analogique de neurones ...

Chapitre II : circuits analogiques élémentairestensions d'alimentations ont fait apparaître des effets physiques au niveau du composant quiétaient négligeables jusqu'alors. La prise en compte de ces nouveaux phénomènes estessentielle pour les concepteurs qui utilisent de plus en plus de transistors MOS dans leurscircuits analogiques [VITTOZ 85], [TSIVIDIS 94].Daniel FOTY [FOTY 96] classe les différents modèles spice en trois générations successives : Level1, level2 et level3 forment la première génération. Ces modèles utilisent deséquations physiques relativement simples pour décrire le transistor. La deuxième génération, composée des modèles BSIM1, HSPICE level28 et BSIM2,introduit un grand nombre de paramètres empiriques et une utilisation extensive defonctions mathématiques destinées à améliorer le comportement du simulateur. Enfin, la troisième génération, BSIM3, MOS Model 9 de Philips et EKV répond à deux butprincipaux : la modélisation à destination de la conception analogique et le retour à desparamètres ayant un sens plus physique.Nous disposons de deux types de modèles MOS53 (BSIM3V3) et MOS15 (level2 modifié parAMS pour rendre continue l'expression du courant et de sa dérivée lors des changements demode de fonctionnement). Le modèle BSIM3V3 est le plus adapté à nos travaux, c'est celuique nous utilisons.Un régime de fonctionnement du transistor MOS, la polarisation sous le seuil, présente unintérêt particulier pour notre groupe. Il nous permettrait en effet d'utiliser une technologieCMOS et d'éviter ainsi l'utilisation de la technologie BiCMOS un peu plus complexe et plusonéreuse (voir paragraphe 2.2). La prise en compte de ce mode de fonctionnement estcependant problématique et représente un exemple typique des limites de la modélisation dutransistor MOS.Pour une tension grille-source V GS inférieure au seuil V th , le courant de canal devient trèsfaible mais non-nul. Il ne suit néanmoins plus l'expression quadratique classique, mais dépendexponentiellement de la tension de commande V GS :W V GS V DSID kx. .exp 1 - exp(2.1)L nUT UT avec : - k X (V BS ) paramètre dépendant de la technologie et de V BS ,47