隨著集成電路工藝的發展，MOS管電流平方率關系已經不能夠準確達到手算的目的，于是有人提出了基于仿真數據的另一種模擬集成電路設計方法，也就是今天介紹的gm/Id的模擬電路設計方法。

　　gm/Id的原理傳統的基于MOSFET器件的模擬集成電路設計流程是首先選擇合適的電路結構，然后根據設計參數確定晶體管尺寸并且通過指標要求調整晶體管尺寸到合適值。

　　但是在傳統設計中，根據參數計算出的MOS管尺寸往往與最終值偏差很大，所以一次設計需要經過多次迭代才可能達到設計指標要求，這就加長了產品設計的周期。

　　基于gm/Id參數的模擬集成電路設計方法被提出來解決這一問題，這種方法將特定工藝下的器件仿真結果與手算公式相結合，通過計算機仿真輔助手算，可以保證電路設計前期手算的準確性，加速電路設計迭代。

　　從另一方面來看，基于gm/Id的設計方法與傳統設計中采用的過驅動電壓 具有相同的屬性，所以同樣適用于長溝道工藝。

　　根據平方率公式可以推導：gm/Id = ，也就是說以gm/Id為參數設計電路實際上是間接選取了MOS管的過驅動電壓。

　　gm/Id參數可以反映出器件的工作區域，選取不同的gm/Id值實際上是電路在功耗與速度之間的折中（參考EE214課件）。

　　基于gm/Id的參數設計方法是通過仿真器輸出器件不同工作狀態下各種參數的數據，然后用戶根據需要從已有結果中做出選擇，這種方法叫做look-up table，中文稱作查找表。

　　基于gm/Id的參數設計方法特別適用于低功耗設計，是MOS管工作在亞閾值區（前提是器件模型要準確）的一種有力設計方法。

　　以上介紹了基于gm/Id的設計優勢和實現原理，這種方法可以使手算結果與仿真結果更貼近，下面介紹該方法需要使用到的仿真和參數。gm/Id需要用到的參數雖然說gm/Id的設計方法基于仿真結果，但是最基本的前提是對電路有一定的理解和手算能力。

　　以OTA設計為例，需要了解比如：增益、零極點、功耗、擺率等指標的計算表達式，在此基礎之上才能開始設計。脫離理論分析基礎的模擬集成電路設計是無法長遠的。

　　在有了理論分析基礎之后，可以使用gm/Id的方法開始設計，首先需要通過仿真確定不同尺寸、不同工作狀態下的MOS管各個參數。

　　跨導效率：我們上文提到的gm/Id參數，被稱為跨導效率（也被稱為電流效率），它表現了MOS管跨導的大小。

　　本征增益：MOS管的小信號阻抗與跨導的乘積，其值為：gm/gds或者gm*rout，本征增益反映了該器件所能提供的最大增益。

　　溝道長度調制系數：該系數被定義為：gds/Id，短溝道效應在小尺寸的工藝中影響顯著，并且該系數與溝道長度有很強的相關性。設計時可以首先根據溝道長度L，確定出該系數的值。

　　歸一化電流：也被稱為電流密度，其值為：Id/（W/L），設計時可以根據這個值確定MOS管的具體尺寸。

　　截止頻率：代表器件工作的最高頻率，其值為：gm/（2*pi*cgg）或者fug，與器件的過驅動電壓、尺寸等有關。

　　通過仿真確定上面參數與gm/Id之間的關系之后，可以從某個設計指標著手開始設計電路。

　　其中每個參數與其它參數之間都相互聯系，電路修調時也要注意各個參數之間的約束關系。gm/Id的仿真gm/Id的設計方法基于仿真結果，所以上面提到的MOS管參數都需要從仿真結果中提煉出來，并繪出gm/Id這個參數與其它參數之間的關系曲線。

　　首先，由于這些參數曲線與MOS管的柵寬和源漏電壓關系很小，所以以一定的柵寬和源漏電壓作為仿真條件，對MOS管柵極電壓進行直流參數掃描。

　　為了保存MOS管所有有用數據還需要在仿真環境中使用腳本，關于腳本的內容會在后面具體介紹。

仿真結果輸出設置如下面所示，其中各個參數的表達式均通過仿真器中的計算器計算出來。

仿真后的數據經過處理可以分別得到gm/Id與其它參數的曲線，在后面設計中，即可通過確定的gm/Id值從曲線中找出其它參數，并確定MOS管尺寸。

通過仿真計算，gm/Id參數與其它參數的關系曲線如上圖所示（NMOS），在設計中需要進一步獲取不同器件尺寸對應的曲線簇，有利于幫助確定滿足指標的器件尺寸取值，具體內容會陸續介紹。