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姓名	江景淵(Ching-Yuan Chiang)  查詢紙本館藏	畢業系所	電機工程學系在職專班
論文名稱	三階段式的二維PNPN數值模擬 (A three-stage method for 2D PNPN numerical device simulation)
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摘要(中)	本篇論文中，我們利用波松方程式（Poisson’s equation）、電子連續方程式、電洞連續方程式，將半導體元件轉換成等效電路，以此方式分析PNPN半導體的特性。利用三階段式的方式來探討PNPN元件的數值模擬，首先在一維的條件下建立模型，利用一維程式計算量較少的優勢，在較短的時間內獲得PNPN的數值分析；接著使用準二維模型，以較接近一維的方式，減少設計上的差異化，又可以作為進入二維設計的緩衝，最後，進入二維等效電路的模擬，將三階段的模擬結果做比較。最後針對程式開發過程中的經驗與心得進行探討，以降低二維PNPN模擬所遭受的痛苦。
摘要(英)	In this thesis, it transforms Poisson’s equation, electron continuity equation and hole continuity equation to equivalent circuit model for 1D and 2D numerical device simulation. This thesis uses the equivalent circuit model to simulate PNPN device. Firstly, this thesis builds 1D PNPN to quickly find the design parameters such as length and doping due to the fast calculation in 1D simulation. Secondly, this thesis develops quasi-2D simulation because the quasi-2D is very close to 1D simulation and it can be used to develop the complete 2D simulation for 2D PNPN design. This thesis compares the qusi-2D simulation result with that of the 1D simulation. Finally, this thesis develops the complete 2D modeling for 2D PNPN simulation, and it proposes some good suggestions for reducing the pain suffering during 2D PNPN simulation.
關鍵字(中)	★ 數值模擬 ★ 二維PNPN	關鍵字(英)	★ numerical device simulation ★ 2D PNPN
論文目次	摘要……………………………………………………………………………I Abstract………………………………………………………………………II 目錄……………………………………………………………………………III 圖表目錄………………………………………………………………………IV 第一章 簡介……………………………………………………………………1 第二章 一維PNPN元件的模擬…………………………………………………3 2-1 半導體元件在一維的等效電路…………………………………………3 2-2 PNPN元件的動作原理……………………………………………………7 2-3 一維PNPN元件的優點與設計問題………………………………………10 2-4 一維PNPN元件的等效電路模型與模擬結果……………………………11 第三章 二維PNPN元件的模擬…………………………………………………16 3-1 半導體在二維的等效電路………………………………………………16 3-2 準二維（Quasi-2D）PNPN元件的等效電路模型………………………18 3-3 一維與準二維PNPN模型的特性比較……………………………………19 3-4 完整的二維PNPN模型與模擬結果………………………………………21 第四章 開發過程的問題探討與改良結果……………………………………25 4-1 PNPN等效電路模擬程式的開發流程……………………………………25 4-2 二維PNPN模型的問題探討………………………………………………27 4-3 完整二維PNPN模型的改良與結果………………………………………28 第五章 結論……………………………………………………………………37 參考文獻………………………………………………………………………39
參考文獻	[1] P.C.H Chan and C.T. Sah, “Exact Equivalent Circuit Model for Steady-state Characterization of Semiconductor Devices with Multiple-Energy-Level Recombination Centers,” IEEE Transactions Electron Devices, vol. ED-26, no.6, pp.924-936,1979. [2] K. Mayaram and D.O. Pederson, “Coupling Algorithms for Mixed-Level Circuit and Device Simulation, ” IEEE Transactions on Computer-Aided Design, vol.11, no.8,1992. [3] D. K. Cheng, “Field and Wave Electromagnetic,” 2nd ed., Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1989. [4] C. L. Teng, “An equivalent circuit approach to mixed-level device and circuit simulation, ” M.S. Thesis, institute of EE, National Central University, Taiwan, Republic of China, June.1997. [5] M.Hatle and J. Vobecky, “A New Approach to the Simulation of Small-Signal Current Gains of pnpn Structures,” IEEE Transactions on Electrons on Electron Devices, vol. 40, no.10, pp. 1864-1866, Oct. 1993. [6] Donald A. Neamen.“Semiconductor Physics and Devices, Third Edition” Chapter 15, McGraw-Hill, 2003. [7] A. B. Israel. “Newton’s method with modified functions,” Contemporary Math., Vol. 204, pp. 39–50, 1997. [8] S. S. Kuo. “Computer application of numerical method,” Additions-Wesley Pub. Co. 1972. [9] C.C. Chang,“Verification of 1D BJT Numerical Simulation and its Application to Mixed-Level Device and Circuit Simulation” M.S. Thesis, Institute of EE, National Central University, Taiwan, Republic of China, June, 2001.
指導教授	蔡曜聰(Yao-Tsung Tsai)	審核日期	2012-7-20
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