晶體管電路非線性伏安特性的數(shù)值模擬.pdf

1、論文首先引入Linvill集總電荷的概念得出PIN管的簡(jiǎn)單的物理模型,然后在載流子雙極擴(kuò)散方程的基礎(chǔ)上,得出PIN管的精確的電路模型,最后為了擴(kuò)展模型的使用范圍,我們進(jìn)而又分別研究了半導(dǎo)體器件的一維和二維數(shù)值模型。
　　 采用差分方法對(duì)PIN管的簡(jiǎn)單模型進(jìn)行模擬。PIN管簡(jiǎn)單模型是PIN管的高摻雜、高偏置電壓情況下的簡(jiǎn)化的物理模型,這對(duì)大部分功率器件都具有代表性。這個(gè)模型是基本的電荷控制二極管模型的延伸,使用了Linvill的集

2、總電荷的概念。前向恢復(fù)、反向恢復(fù)以及載流子復(fù)合都可以從簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體電荷傳輸?shù)仁街蝎@得。PIN管對(duì)高頻信號(hào)的尖峰泄露現(xiàn)象也可觀察到。
　　 同樣也采用差分方法對(duì)PIN管的電路模型進(jìn)行模擬。PIN二極管電路模型的推導(dǎo)過(guò)程引入了漸進(jìn)波形估計(jì)(Asymptotic Waveform Evaluation,簡(jiǎn)稱AWE)和拉普拉斯變換,考慮了高摻雜區(qū)域的載流子復(fù)合效應(yīng),基區(qū)的傳導(dǎo)率變化的影響,以及在反向恢復(fù)中的移動(dòng)邊界效應(yīng)。新模型的精確程度

3、依賴于在連分式逼近當(dāng)中所取的階數(shù)。理論上來(lái)講,PIN管的電路模型連分式逼近的低階截?cái)嗑群偷?章所介紹的集總電荷模型相同。高階近似時(shí)會(huì)取得更高的精度。
　　 本文又采用了FDTD方法模擬半導(dǎo)體器件的數(shù)值模型,并對(duì)其伏安特性進(jìn)行了仿真。首先是物理模型的建立或選用,再者由其抽象出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)式,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行程序的編寫(xiě)和計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā),然后將器件的模型參數(shù)添加到軟件當(dāng)中,通過(guò)最終的數(shù)值模擬過(guò)程,描繪出半導(dǎo)體器件的外部特性以及微