Математическое моделирование физических процессов в биполярных полупроводниковых приборах

• Автор: Филатов, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.12.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 c. : ил

ГЛАВА I. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ АНАЛИЗА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ (Обзор литературы)
1.1. Роль математического моделирования в автоматизации проектирования полупроводниковых приборов

1.2. Основные допущения аналитической теории р-п перехода

1.3. Алгоритмы математического моделирования физических процессов в биполярных полупроводниковых приборах
1.4. Физико-математические модели процессов в структурах мощных полупроводниковых приборов

1.5. Моделирование полупроводниковых датчиков излучения

и датчиков магнитного поля

1.6. Постановка задачи исследования •••••••

Глава II. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ

2.1. Постановка проблемы исследования

2.2. Основные уравнения переноса тока в полупроводниковом материале

2.3. Уравнения для токов в условиях электронно-дырочного рассеяния
2.4. Уравнения для токов электронов и дырок в полупроводнике при воздействии на него магнитного поля

2.5. Математические модели процессов генерации-рекомбинации носителей заряда
2.6. Эмпирические формулы для подвижности носителей заряда
2.7. Граничные условия на изолирующих поверхностях и контактах структуры прибора
2.8. Приведение уравнений математической модели к безразмерному виду
2.9. Выводы по второй главе
Глава III. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММА ЧИСЛЕННОГО АНАЛИЗА СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИПОЛЯРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТРУКТУР
3.1. Направление исследования
3.2. Конечно-разностная аппроксимация уравнений математической модели ...*•
3.3. Итерационная процедура решения разностных уравнений математической модели и практическая реализация вычислительного алгоритма
3.4. Решение уравнения Пуассона в задачах анализа статических режимов полупроводниковых приборов
3.5. Исследование эффективности алгоритма моделирования
3.6. Программа одномерного анализа статических и динамических характеристик биполярных полупроводниковых приборов
3.7. Выводы по третьей главе

Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКИХ И ИМПУЛЬСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МОЩНЫХ ДИОДНЫХ СТРУКТУР И ТРАНЗИСТОРНЫХ ФОТОПРИЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОПТОПАР МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭВМ
4.1. Задачи исследования
4.2. Влияние электронно-дырочного рассеяния и Оже-рекомбинации на вольтамперную характеристику кремниевых многослойных структур
4.3. Влияние распределения времени жизни вдоль структуры
диода на длительность переходных процессов переключения
4.4. Оптимизация параметров транзисторных фотоприемных элементов оптопар
4.5. Выводы по четвертой главе
Глава V. ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ СО СМЕШАННОЙ И М0Н0П0ЛЯРН0Й ПРОВОДИМОСТЬЮ
5.1. Цели исследования ••••••••••••••
5.2. Исследование эффекта Холла в полупроводниковых датчиках с монополярной проводимостью в пространственно неоднородном магнитном поле
5.3. Анализ гальваномагнитных явлений в полупроводниковых образцах со смешанной проводимостью неограниченной длины
5.4. Моделирование эффекта Холла в полупроводниковых датчиках ограниченных размеров со смешанной проводимостью
5.5. Выводы по пятой главе ...»•
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

V = ]^ра]^ар +^рп.^п + ^пр^р , а величины ,]^р , , 3)р получаются из этих выражений
заменой индексов П-*р , р-* П ; м - и (и
“* Г1" ГПа ^ Р ПЯр
- подвижности электронов и дырок, определяемые рассеянием на фононах, примесях и т.п.; ]ИПр = ^^Г1-Р , ^рп= - подвижности, определяемые ЭДР и связанные соотношением _(Мпр/^рп=П-/р . Выражения для токов (2.22), (2.23) удобно записать в матричном виде:
, п. . ,гг
-^Р ЛК/д^ Ир
Легко видеть, что между матрицами и ^ существует
СВЯЗЬ / / /ч
1)=^-Илб| , (2.25)

/ч М 0
ГДе -1 ) ’ л С М 0
Отличие матрицы и от единичной 1 = о 1) возникает
из-за различия в знаках зарядов электронов и дырок. Выражение
(2.25) является матричным аналогом известного соотношения Эйн-кТ
штейна Эп.,р=-0 ^п,р.
В предельном случае слабого ЭДР, когда ^пр , ]Чрп. » ,
^р» коэффициенты переноса в соотношениях (2.22), (2.23) имеют следующие значения:
К=^р ’ К=^,ТрР=^р = Ьр ,
ТаР = ^ = ° ,