[发明专利]一种近阈值单元电路延时模型

权利要求书

1.一种近阈值单元电路延时模型，其特征在于：所述单元电路包括反相器、堆叠结构单元和并联结构单元，所述模型包括以下步骤：

S1:获取参数，包括单元电路各晶体管的工艺参数、单元电路参数和慢输入延时参数；

S2:判断单元电路类型，包括判断单元电路是否为反相器、堆叠结构单元、并联结构单元，根据单元电路类型计算该单元电路的大电流、小电流和电流积分，计算该大电流和小电流之和的自然对数的均值、方差和偏度，计算等效阈值电压的均值、方差；

S3:判断延时类型，根据步骤S2得到的单元电路类型，计算单元电路的过冲时间和延时，然后，根据过冲时间、延时和输入转换时间的相对大小关系，判断延时类型是极快输入、快输入或者慢输入；如果过冲时间大于输入转换时间，则延时类型为极快输入；如果过冲时间小于输入转换时间且延时大于输入转换时间的一半，则延时类型为快输入；如果过冲时间小于输入转换时间且延时小于输入转换时间的一半，则延时类型为慢输入；

S4:根据步骤S2得到的单元电路类型和步骤S3得到的延时类型建立单元电路延时标称模型，得到延时标称值；

S5:基于延时标称模型，根据步骤S2得到的单元电路类型和步骤S3得到的延时类型建立单元电路延时统计模型，得到延时统计量：方差、最大值和最小值。

2.如权利要求1所述的一种近阈值单元电路延时模型，其特征在于：步骤S1中，所述工艺参数包括亚阈值斜率因子、漏端感应源端势垒降低效应系数，电路参数包括晶体管尺寸、负载、输入转换时间、供电电压、温度、工艺角，慢输入延时参数包括式(1)中的拟合参数a、b，式(2)中的拟合参数c、d，拟合参数a、b、c、d通过仿真慢输入下的延时拟合获得，

a＝cV_th+d (2)

式(1)中，td为单元电路延时，τ为输入转换时间，td_s为阶跃延时，式(2)中，V_th为阈值电压。

3.如权利要求1所述的一种近阈值单元电路延时模型，其特征在于：所述的步骤S2中，如果单元电路为反相器，所述步骤S2包括：

S21：根据式(3)计算单元电路的大电流I_H、小电流I_L和电流积分k，在极快输入情况下，大电流I_H为极快输入下大电流I_H1，是栅源电压和源漏电压均为供电电压时的源漏电流；在快输入情况下，大电流I_H为快输入下大电流I_H2，是栅源电压为供电电压，源漏电压为输入转换时间时刻的源漏电压时的源漏电流；

式(3)中，V_gs和V_ds是栅源电压和源漏电压，I_ds是源漏电流，V_dd是供电电压，V_ds(τ)是输入转换时间时刻的源漏电压，通过式(4)计算得到，λ是漏端感应源端势垒降低效应系数，n是亚阈值斜率因子，Φ_t是热电压，I₀是受工艺参数影响的参数，K₀、K₁、K₂是由工艺决定的拟合系数；

式(4)中，C_M是输入输出的耦合电容，C_L是负载电容；

S22：电流之和自然对数Y是所述大电流和小电流之和即I_H+I_L的自然对数，表示为式(5)，根据式(6)计算电流之和对数Y的均值μ_Y、方差σ_Y²和偏度γ₁；

Y＝-ln(I_H+I_L) (5)

式(6)中，m为系数，在极快输入下m通过式(7)计算得到，在快输入下，m通过式(8)计算得到，k₂是由工艺决定的拟合系数，ΔV_th为阈值电压波动量，ΔV_th’通过式(9)计算得到，E[·]为相应的随机变量的均值，

式(7)中，k₁是由工艺决定的拟合系数，V_th0为阈值电压标称值