_{МИНОБРНАУКИ РОССИИ}

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра МВЭ

отчет

по практической работе №8

по дисциплине «Основы проектирования

электронной компонентной базы»

Тема: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ SYNOPSYS TCAD

Студент гр.
Преподаватель		Синев А.Е.

Санкт-Петербург

202X

1. Полевой транзистор Шоттки на подложке GaAs

Целью данной работы является создание физической модели полевого транзистора Шоттки (ПТШ) на основе арсенида галлия. В ходе расчетов будут получены ВАХ, а также изучены некоторые физические явления, происходящие внутри транзистора.

3.1. Модификация командного файла Sentaurus Device

Для того, чтобы получить семейство выходных ВАХ исследуемого прибора, необходимо модифицировать секцию Solve в исполнительном файле SDevice:

Solve {

## initial solution

Poisson

Coupled { Poisson Electron }

Save (FilePrefix = "Vg0_")

## ramp gates to 1, -1, -2 and-3 V

NewCurrentPrefix = "Vg1_"

Quasistationary ( InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "gate" Voltage = 1 }

){ Coupled { Poisson Electron }

Plot ( Time = ( 0 ) NoOverwrite ) }

Save (FilePrefix = "Vg1_")

Load(FilePrefix = "Vg0_")

NewCurrentPrefix = "Vg-1_"

Quasistationary ( InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "gate" Voltage = -1 }

){ Coupled { Poisson Electron } }

Save (FilePrefix = "Vg-1_")

NewCurrentPrefix = "Vg-2_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "gate" Voltage = -2 }

){ Coupled { Poisson Electron } }

Save (FilePrefix = "Vg-2_")

NewCurrentPrefix = "Vg-3_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "gate" Voltage = -3 }

){ Coupled { Poisson Electron } }

Save (FilePrefix = "Vg-3_")

## load initial solutions and ramp drain to 5 V

Load(FilePrefix = "Vg1_")

NewCurrentPrefix = "Vg1_Vd_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "drain" Voltage = 5 }

){ Coupled { Poisson Electron }

Plot ( Time = ( 1 ) NoOverwrite ) }

Load(FilePrefix = "Vg0_")

NewCurrentPrefix = "Vg0_Vd_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "drain" Voltage = 5 }

){ Coupled { Poisson Electron }

Plot ( Time = ( 1 ) NoOverwrite ) }

Load(FilePrefix = "Vg-1_")

NewCurrentPrefix = "Vg-1_Vd_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "drain" Voltage = 5 }

){ Coupled { Poisson Electron }

Plot ( Time = ( 1 ) NoOverwrite ) }

Load(FilePrefix = "Vg-2_")

NewCurrentPrefix = "Vg-2_Vd_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "drain" Voltage = 5 }

){ Coupled { Poisson Electron }

Plot ( Time = ( 1 ) NoOverwrite ) }

Load(FilePrefix = "Vg-3_")

NewCurrentPrefix = "Vg-3_Vd_"

Quasistationary (InitialStep = 1e-3 MinStep = 1e-4 MaxStep = 2e-2

Goal { Name = "drain" Voltage = 5 }

){ Coupled { Poisson Electron }

Plot ( Time = ( 1 ) NoOverwrite ) }

}

Результатом исполнения командного файла является семейство выходных характеристик ПТШ, которые сохраняются в файлы с названиями VgX_Vd_current.plt, где X – напряжение на затворе.

Команды NewCurrentPrefix, размещенные перед каждым блоком Quasistationary, предназначены для присвоения уникальных префиксов к файлам current.plt, генерируемым в ходе расчета. Сами префиксы уже заданы в качестве аргумента команды NewCurrentPrefix.

При расчетах напряжение на затворе последовательно изменяется от 0 до 1 В и от 0 до –3 В, при этом стационарные состояния структуры также сохраняются по достижении напряжения на затворе 1 В, –1 В, –2 В и –3 В.

Далее следует последовательный расчет выходных характеристик транзистора, при котором напряжение на стоке изменяется от 0 до 5 В, при этом состояния структуры при нулевом смещении на стоке и различных смещениях на затворе используются в качестве начальных приближений.

По итогу расчета также генерируется серия выходных файлов с названиями plotX_0000_des.tdr, где параметр X изменяется от 1 до 5, что соответствует номеру блока Quasistationary в части секции Solve, соответствующей расчету стоковых характеристик.

Файл plot0_0000_des.tdr соответствует полному отсутствию смещений на электродах структуры.