sb000008

40

SIGNAL TYPE – блок задания типа внешнего сигнала. Первая константа Massiv указывает на вид изменения внешнего сигнала. Значение 1 означает, что внешний сигнал видеоимпульс, 2 – синусоида, 3 – массив для статической задачи, 4 – меандр, 5 – массив для динамической, т. е. зависящей от времени задачи. Если вторая константа dTzon равна 0, это статическая задача, например, расчёт ВАХ диода или расчёт выходных характеристик биполярного транзистора. В противном случае dTzon задаёт количество участков, в течение которых временной шаг кусочно-постоянен и это динамическая задача, например переходный процесс или анализ при воздействии на прибор периодического сигнала. Для динамической задачи требуется определить ТР(пс) – период периодического сигнала и TI(пс) – длительность импульса (для синусоидального изменения или видеоимпульса). Кроме того, требуется дополнительное предложение, задающее изменение шага по времени. Структура этого предложения аналогична структуре предложения, задающего изменение шага сетки, Т(пс) Кdt. Отметим, что последнее значение Т(пс) имеет значения полного времени анализа.

SOURCE SIGNAL – блок задания источников внешних сигналов. Предусмотрено три источника сигнала. VOLTAGE DIODE – источник напряжения, ко-

торый определяет значения напряжения при х = W на диоде, коллекторе биполярного транзистора (БТ) или тиристора. CURRENT INPUT – источник тока при питании диода от источника тока или ток базы в схеме включения БТ с общим эмиттером. BEAM VOLTAGE – источник напряжения в схеме включения БТ с общей базой. Для статических задач, когда заданы в предыдущем блоке константы Кdt = 0 и Massiv = 3, значения задаются в виде массива и для расчёта ВАХ диода соответствующие предложения будут иметь вид, приведенный в приложении 2. То есть задаётся 61 значение напряжения на диоде, а остальные источники обнулены. Для динамических задач с изменением входных сигналов по гармоническому закону Massiv = 2:

VOLTAGE DIODE 4<

Uo(V)=2.0 Um(V)=1. Fi=0. n=1.0 <

CURRENT INPUT 4<

Io(mA)=0.0 Im(mA)= 0.0 Fi=0. n=1.0 <

BEAM VOLTAGE 4<

Ubo(mV)=0.0 Ubm(mV)= 0.0 Fi=0. n=1.0 <

42

Рис. 6.6. Схемы включения диода с источником напряжения и тока

Для схемы включения БТ с общим эмиттером описание следующее.

ELECTROD THIRD 0<

Rsh(Ohm)=0. Xsh(mkm)=10.0 Lsh(nGn)=0.0 0.0<

IMPEDANCE 0<

R(Ohm)= 50. L(nGn)=0.0 <

ADDITIONAL CIRCUITS 0<

Рис. 6.7. Включение транзистора по схеме с общим эмиттером и с общей базой

Для схемы включения БТ с общей базой описание следующее:

ELECTROD THIRD 2<

Rsh(Ohm)=1. Xsh(mkm)=10.0 Lsh(nGn)=0.0 0.0<

IMPEDANCE 0<

43

R(Ohm)= 50. L(nGn)=0.0 <

ADDITIONAL CIRCUITS 0<

PRINT OF RESULT 0 – блок задания режима вывода данных в выходной файл. Для статических задач достаточно определить две целочисленные константы Interval и priznak. Первая определяет: через какое количество точек могут выводиться таблицы распределений электронов дырок и потенциала, а вторая – какие таблицы будут выведены: 1 – только потенциал, 2 – потенциал и распределение электронов, 3 – потенциал, распределения электронов и дырок и далее до 5, когда выводятся еще и распределения плотностей тока электронов и дырок вдоль структуры. Для динамической задачи более целесообразно выводить таблицы распределений в выбранные моменты времени. Тогда следует записать в командном предложении не 0, а, например, 7, и в блоке данных указать семь фиксированных значений моментов времени.

CALCULATION – блок управления счётом и параметрами модели. Параметры управления счётом это: ITMAX=180 – максимальное количество итераций при решении системы нелинейных уравнений; POGR=1.Е-7 – погрешность расчёта потенциала на каждой итерации; ALFA=0.9 – параметр управления этими итерациями. Параметрами модели управляют с помощью набора переключателей, при этом значение 0 соответствует выключению эффекта, а 1 – включению: BGN – эффект сужения запрещённой зоны в сильнолегированных областях полупроводника; ISIM – включает режим, когда электроны и дырки имеют одинаковые зависимости подвижностей и скоростей; MYN – включает зависимость подвижности от концентрации примеси; Mnp – включает зависимость подвижности от концентрации подвижных носителей.

INPUT ENDED – предложение, завершающее ввод данных.

Запуск программы dd00701. Для начала расчёта необходимо открыть книгу GrafikFor04.xls, обязательно подтвердив, что макросы не отключены, и выбрать страницу ADR. После нажатия кнопки “ Старт задачи” откроется окно “ Путь к входному файлу”. Необходимо выбрать входной файл задачи и запустить его на решение двойным щелчком. По окончании расчёта вы получите сообщение Excel “ Задача решена”

Обработка расчётных данных. Просмотр файла выходных данных, который создан в той же папке, что и входной файл, лучше осуществить с

44

помощью приложения WordPad. В выходном файле могут быть комментарии о ходе обработки или сообщения об ошибках, которые необходимо исправить. Построение графиков ВАХ, выходных характеристик БТ, а также разного рода зависимостей токов и напряжений от времени удобно выполнять с помощью макроса, запускаемого на странице Т книги GrafikFor04.xls. Перед запуском макроса надо указать заголовки столбцов аргумента и функции. Имена заголовков должны точно соответствовать именам столбцов таблицы выходных данных выходного файла. Лучше скопировать их прямо из выходного файла. Для построения ВАХ это могут быть, например, UD(V) как аргумент и Iout(A) – функция. Для построения временных зависимостей в качестве аргумента следует выбирать T(ns), а в качестве функции – UD(V) и/или Iout(A). Распределения концентраций примеси, подвижных носителей, напряжённости электрического поля, распределения плотности тока носителей можно построить, используя макрос, запускаемый на странице Р книги GrafikFor04.xls. Для накопления графиков и создания отчётного документа следует использовать книгу

0000Etalon.xls.

45

2. Пример файла входных данных

GRID Kuzl=100 Kstep=7**********************************<

X(mkm) Step

1.9510

2.1510

5.210

13.020

51.036

53.04

352.09<

Если не указано дополнительно, здесь и далее значения координаты Х указаны в мкм

SUM(step)+1=Kuzl

GEOMETRY***********************************************<

W(mkm)=352.000 S(mm2)=100. Xme(mkm)=0.100<

DOPING CONCENTRATION: INTERPOLATION 2 GAUSS 1 TBL 0<

RECOMBINATION Krec=3 **********************************<

Значения времени жизни Tau указаны в мксек,

коэффициента Оже рекомбинации в 10-30 см6/сек,

коэффициента межзонной рекомбинации в 10-12 см3/сек

HETEROZONE 0*******************************************<

SIGNAL TYPE********************************************<

Massiv=3 dTzon=0

TP(PS)=0.000E+000 TI(PS)=0.000E+000<

Здесь и далее, если не указано дополнительно,

значения временных параметров приведены в псек

SOURCE SIGNAL******************************************<

VOLTAGE DIODE 61<

-2.500 -2.550 -2.600 -2.650 -2.700 -2.750 -2.800 -2.850 -2.900 -2.950

46

-3.000 -3.050 -3.100 -3.150 -3.200 -3.250 -3.300 -3.350 -3.400 -3.450 -3.500 -3.550 -3.600 -3.650 -3.700 -3.750 -3.800 -3.850 -3.900 -3.950 -4.000 -4.050 -4.100 -4.150 -4.200 -4.250 -4.300 -4.350 -4.400 -4.450 -4.500 -4.550 -4.600 -4.650 -4.700 -4.750 -4.800 -4.850 -4.900 -4.950 -5.000 -5.050 -5.100 -5.150 -5.200 -5.250 -5.300 -5.350 -5.400 -5.450 -5.500<

CURRENT INPUT 1*************************************< 0.000<

BEAM VOLTAGE 1**************************************< 0.000<

SHEME TYPE*********************************************< ELECTROD THIRD 0<

Rsh(Ohm)=0.0 Xsh(mkm)=0.0 Lsh(nGn)=0.0 0.0<

IMPEDANCE 0<

R(Ohm)=0.0 L(nGn)=0.0

ADDITIONAL CIRCUITS 0<

PRINT OF RESULT 0**************************************< Interval=10 priznak=5<

CALCULATION********************************************< ITMAX=180 POGR=1.E-7 ALFA=0.7

BGN=0 ISIM=0 MYN=1 Mnp=0<

INPUT ENDED********************************************<

48

Иванов Борис Викторович, Синев Александр Евгеньевич

Компьютерное моделирование и проектирование электронных приборов

Лабораторный практикум

Редактор И. Г. Скачек

Подписано к печати . .2007. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Печ. л. 3,0.

Тираж 90 экз. Заказ

Издательство СПбГЭТУ “ ЛЭТИ”

197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5