МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра МВЭ
ОТЧЕТ по лабораторной работе №7
по дисциплине «Основы проектирования электронной компонентой базы»
ТЕМА: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ SYNOPSYS TCAD
Студент гр. 0207 |
|
Маликов Б.И. |
|
Преподаватель |
|
|
Смирнов А.А. |
Санкт-Петербург
2023
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целью работы является моделирование полупроводникового
резистора на полуизолирующей подложке GaAs и моделирование диода
Шоттки на подложке GaAs.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Моделирование полупроводникового резистора на полуизолирующей подложке GaAs
Зададим структуру полупроводникового резистора:
Рис. 1 – Структура полупроводникового резистора на полуизолирующей подложке GaAs
2
Рис. 2 – Распределение концентраций в структуре Представим рассчитанную ВАХ полупроводникового резистора:
Рис. 3 – ВАХ полупроводникового резистора
3
Рис. 4 – Распределение напряженности электрического поля в структуре
Таким образом, анализируя распределение напряженности электрического поля в полупроводниковом резисторе, делаем вывод, что в точке возле стока напряженность поля имеет максимальное значение, то есть в данной точке возможен пробой структуры.
4
2. Диод Шоттки на подложке GaAs
Зададим структуру диода Шоттки:
Рис. 5 – Структура диода Шоттки на подложке GaAs
5
Рис. 6 – Распределение концентраций в структуре Представим рассчитанную ВАХ диода Шоттки:
Рис. 7 – ВАХ диода Шоттки
6
Рис. 8 - Расчетные концентрации электронов для обратного (слева) и прямого
(справа) включения диода
Таким образом, при отрицательном смещении под контактом образовалась область обеднения, концентрация электронов в которой составляет менее 104 см–3, а при положительном смещении концентрация основных носителей заряда под контактом примерно равна концентрации легирующей примеси.
7
РЕШЕНИЕ ЗАДАНИЙ
Задание 1:
Запишем модифицированный код:
Представим рассчитанные ВАХ резистора в двух случаях - с учетом и без учета модели насыщения скорости в сильном электрическом поле:
8
Рис. 9 – ВАХ полупроводникового резистора с учетом и без учета модели насыщения скорости в сильном электрическом поле
Анализируя полученные ВАХ, делаем вывод, что без учета модели насыщения ток в полупроводниковом резисторе может возрастать бесконечно,
что противоречит реальным расчетам. При определенном значении напряженности электрического поля носители заряда в GaAs имеют участок насыщения, то есть участок, где скорость носителей будет равна определенному значению, а именно – 105 м/с. Так как при увеличении напряженности происходит увеличение фононных колебаний в решетке,
электроны начинают сталкиваться друг с другом и с узлами решетки,
вследствие чего их подвижность снижается, соответственно, ток не возрастает.
Без учета модели насыщения таких эффектов не наблюдается.
9
Задание 2:
Запишем модифицированный код:
Представим рассчитанные ВАХ диода Шоттки - с учетом и без учета модели насыщения скорости в сильном электрическом поле:
10