利用線性零組件建構2-D半導體元件模擬及應用

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洪嘉良(Jia-liang Hong) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

利用線性零組件建構2-D半導體元件模擬及應用
(Analysis and Simulation of 2-D Semiconductor Device by Linear Components)

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摘要(中)

在這篇論文中，我們利用基本的線性零組件，來完成非線性元件的模擬，我們使用的基本線性包含零組件電壓源、電容以及電壓控制電流源。我們更進一步將元件內部參數，置於主程式中，便於使用者辨識及做調整。為了用線性零組件進行2-D元件的模擬，我們利用線性電壓控制電流源這個線性零組件，再利用牛頓-拉夫森法將運算得到的電流以及轉導，置入矩陣ADV = B，經由牛頓-拉夫森法可以求解到DV ，這個未知向量，利用此觀念，逐步取代二維模擬器(2D mixed-level simulator)中使用之非線性特殊零組件，在牛頓拉夫森建立公式ADV = B中，A矩陣含微分項，微分項可用解析解或數值解來得到，我們分別運用解析解及數值解完成二維元件模擬，並進行解析解與數值解結果驗證與時間比較。

摘要(英)

In this thesis, the basic linear components, which consist of voltage source, capacitor, and voltage-control current source, are employed to simulate the non-linear devices. The circuit parameters are explicitly defined at the main program for easier recognition and adjustment.To simulate 2-D semiconductor devices by linear elements, the nonlinear Poisson equation and the nonlinear carrier continuity equations are replaced by the linear voltage-controlled current source in the environment of the Newton-Raphson iteration. The matrix A in ADV = B include partial differentiation items which are obtained by both numerical differentiation and analytical differentiation in this thesis. The simulation results show a good accuracy
between two methods.

關鍵字(中)

★ 線性零組件

關鍵字(英)

論文目次

中文摘要..........................................I
ABSTRACT .........................................II
目錄..............................................III
圖表索引..........................................IV
第一章簡介........................................1
第二章線性零組件與牛頓-拉夫森法之關係.............3
2.1 線性零組件與牛頓-拉夫森法之運算關係...........3
2.2 線性零組件描述外顯式二極體....................8
2.3 外顯式二極體串聯電阻之暫態響應................11
第三章利用線性零組件完成二維元件模擬..............13
3.1 2D 等效電路模型...............................13
3.2 VCCS 線性零組件與牛頓拉夫森...................17
3.3 以VCCS 線性零組件替換非線性零組件.............19
第四章 2-D半導體元件模擬解析解與數值解比較........23
4.1 線性壓控電流源取代非線性特殊電容..............23
4.2 波松方程式解析模型之推導......................25
4.3 電子漂移擴散解析模型之推導....................27
4.4 電子復合解析模型之推導........................29
4.5 電洞漂移擴散解析模型之推導....................30
4.6 電洞復合解析模型之推導........................32
4.7 結果驗證與時間比較............................34
第五章結論........................................40
參考文獻..........................................41

參考文獻

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[2] D. M. Bressoud, “Appendix to A Radical Approcch to
Real Analysis,” 2nd edition,2006.
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[4] HU Xiao-pen, ZHANG Bo “Dynamic Solution and
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University Press, pp. 180-184, 1992.
[10] G. Bianchi, “Performance Analysis of the IEEE 802.11
Distributed Coordination Function”, IEEE Journal on
Selected Areas in Communications, vol. 18, no. 3, pp.
535-547, 2000.

指導教授

蔡曜聰(Yao-Tsung Tsai)

審核日期

2010-7-5

推文