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⚗️ 実践編 第2章：Sky130実験とSPICE特性評価

本章では、SkyWaterのSky130 PDKを用いて、MOSトランジスタの基本特性（Vg–Idカーブ、Vth）や劣化予測（BTI・TDDB）まで含む SPICEベースの設計評価実験を構成します。

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🎯 学習目的

• Sky130のMOS素子モデルを用いたSPICE実験
• Pythonと連携した特性抽出・可視化・寿命推定
• .meas 文やスクリプト自動化による評価効率化

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📁 章内構成

フォルダ名	内容
01_setup_sky130_model/	ngspice・Sky130環境の構築とモデル確認
02_idvg_experiment/	Vg–Id特性のSweepシミュレーション（.spice自動生成含む）
03_vth_extraction/	.meas によるVth抽出と可視化
04_bti_tddb_estimation/	劣化モデル（BTI, TDDB）との連携による寿命推定
05_data_summary/	実験ログ・特性グラフの集約とレポート出力準備

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🔧 実行環境

• Sky130 PDK（sky130_fd_pr__nfet_01v8 など）
• ngspice 35+
• Python 3.9 以上
• 必要なパッケージ（matplotlib, pandas, numpy など）

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🔁 実験の流れ（概要）

1. .spice テンプレートとパラメータSweepでVg–Id特性を生成
2. Pythonでログ解析・グラフ化
3. .meas によるVth自動抽出
4. 劣化モデルと組み合わせて寿命予測

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📘 関連リンク

• 実践編 第1章：Pythonによる自動化ツール群
• 実践編 第3章：OpenLaneによるデジタル設計実習

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📌 教材の意義

• 実測に近いSPICE実験によって、「特性＝現象」を実感
• .measや解析スクリプトにより、評価作業を構造化
• 信頼性評価や設計マージン設計へのつながりを体感

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🧭 次に進むべき章

• 第3章：OpenLaneでの物理設計と結合評価
• 応用編：高耐圧MOSやESD設計と組み合わせた特性評価