圓弧接面之PN二極體特性公式推導與二維元件模擬

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薛鈞倫(Jun-Lun Xue) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

圓弧接面之PN二極體特性公式推導與二維元件模擬
(PN Diode Equation and 2-D Device Simulation with Circular Junctions)

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摘要(中)

在本篇論文中，我們採用圓柱座標下的梯形網格當做探討依據，並且進行一系列的PN 二極體模擬。首先，我們推導在圓柱座標下的PN 二極體的電位、電場、空乏區寬度等公式。並以二維等效電路模擬來驗證其正確性，並且，探討在PN 陡峭接面下之崩潰電壓的特性公式並且以二維的等效電路來驗證。其結果驗證模擬值與理論值相符。

摘要(英)

In this thesis, we use the cylindrical coordinates to substitute Cartesian coordinates to analyze and simulate the circular PN junction. First we develop the analytical equations for electric potential, electric field, depletion width and others for the circular PN diode. We use 2-D simulations to verify the validity of the analytical equations. Also, we develop the analytical breakdown voltage and compare with 2-D simulations . The developed equations are in good agreement with 2-D device simulations.

關鍵字(中)

★ 特性公式
★ 圓弧接面

關鍵字(英)

★ Circular Junctions

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 PN二極體元件空乏區之理論推導 ..................... 2
2-1. 直角坐標之公式推導 .............................. 2
2-2. 圓柱坐標之公式推導 .............................. 5
第三章梯形網狀結構解析與模擬PN空乏區特性 .............. 10
3-1. 梯形網狀結構解析 ............................... 10
3-2. PN二極體空乏區之模擬 ........................... 16
第四章圓柱座標下之崩潰推導與模擬PN崩潰特性 ............ 28
4-1. 圓柱座標下之崩潰推導 ........................... 28
4-2. 模擬PN崩潰特性 ................................ 35
第五章結論 ............................................ 39
參考文獻 ............................................... 40

參考文獻

[1] J. Y. Peng, “Current Characteristic and Electric-field Analysis in 2-D SOI Semi-
conductor Devise Simulation,” Natl. Central Univ., Chung-Li city, Taiwan,R.O.C., 2008.
[2] D. K. Cheng, “Field and Wave Electromagnetics,” Addison-Wesley Publishing
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[3] M. Shur, “Introduction to Electronic Devices,” Chapter 3, John Wiley & Sons
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Verlag, New York, pp. 111-112, 1984.
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[8] J. He, et al., "Equivalent function transformation: a semi-empirical analytical method for predicting the breakdown characteristics of cylindrical- and spherical-abrupt PN junctions," Solid-State Electronics, vol. 44, pp. 2171-2176, Dec 2000.

指導教授

蔡曜聰(Yao-Tsung Tsai)

審核日期

2011-7-8

推文