Binkley Ch7 — Extending Optimization Methods to Smaller-Geometry Processes

本章讨论如何将全书的反型系数设计方法扩展到更小尺寸的 CMOS 工艺以及新兴的非 CMOS 技术（有机薄膜 FET、碳纳米管 FET）。

§7.2 反型系数与工艺无关性

$g_{m} / I_{D}$ vs $V_{EFF}$ 和 $V_{D S s a t}$ vs IC 在所有 CMOS 工艺中呈现近通用行为：

$g_{m} / I_{D}$ vs $V_{EFF}$ ：对所有工艺几乎相同，因为 $g_{m} / I_{D} = 2/ V_{EFF}$ （强反型）的基本关系是工艺无关的
$V_{D S s a t}$ vs IC： $V_{D S s a t} \approx n U_{T} (I C + 0.25)$ ，仅依赖于 $n$ （变化很小）

设计移植步骤：

栅漏电流的加入引入新的权衡：

新权衡：存在一个最优 $L$ ，使 $A_{Vi}$ 最大化（ $L$ 增加提高 $V_{A}$ ，但 $L$ 增加也增加栅漏面积）。

最低工作频率（栅源电导限制）：

f_{g a t e} = \frac{g _{g s}}{2 π C _{GS}}

本征电流增益（栅控 vs 栅漏）：

A_{ii} = \frac{g _{m}}{g _{g s}}

反型系数概念可扩展到：

核心思想：只要器件具有栅控导电通道的特性，就可以定义某种形式的反型系数来统一描述其工作区。

配套的 “Analog CMOS Design, Tradeoffs and Optimization Spreadsheet”：

器件级预测：输入 $I_{D}$ /IC/ $L$ ，输出 $W$ 、 $V_{EFF}$ 、 $V_{D S s a t}$ 、 $g_{m}$ 、 $g_{mb}$ 、 $g_{d s}$ 、 $A_{Vi}$ 、 $f_{T i}$ 、电容、噪声、失配
电路级映射：将器件性能映射为完整电路性能（OTA、前置放大器等）
设计文档：自动记录每个 MOSFET 的设计选择和性能