獲取器件特性

在實際情況下,器件的特性需要通過儀器進行測試得到,測試的結果通常是電流電壓特性。通過改變電信號、環境溫度、光照、壓力、磁場等條件觀察端電流端電壓隨這些量的變化。atlas進行器件仿真時也按照這種思路進行,除了可以得到端的電學特性以外,還能得到器件內部的信息,例如濃度分布、電勢分布、電流密度等等。

在仿真開始時電極都是零偏的,之后才會按照設置的方式將電流或電壓步進式地加上去。步長時需要考慮的,步長太長容易不收斂。

電流與電壓的施加通過solve命令,log命令和save命令是把計算得到的結果分別保存為日志文件和結構文件。log命令必須在solve命令之前才能保存solve命令的數據。

  • 計算gate電壓為0.1 V時的電學信息,保存到log文件,并保存結構文件,此時結構文件中就包含了電場、電流密度等信息了。

    log outfile=test.log
    solve vgate=0.1
    save outfile=gate_01.str
    

1. 直流特性

  • 給所有電極的電壓都加為0 V

    solve init
    

    經過solve命令之后保存的結構文件中將包含有電學信息,例如電勢分布、電流密度、端電流電壓等等。如果直接從某一電壓開始計算,則上面的語句將會自動加入

  • 給基極電壓加到0.1 V

    solve vbase=0.1
    
  • 將之前計算得到的結果作為初始近似

    solve previous
    
  • 結束寫日志

    log off
    
  • 基極電壓經過一系列步驟加到2 V,可以得到BE結的I-V特性

    go atlas
    init infile=SBD.str
    model conmb fldmob srh auger bgn
    contact name=anode workf=4.97
    
    solve init
    log outfile=Schottky_Diode_IV.log
    
    solve vanode=0.01
    solve vanode=0.05
    solve vanode=0.10
    solve vanode=0.15
    ...
    solve vanode=2.0
    
    tonypolt Schottky_Diode_IV.log
    
  • 柵電壓按照一定步長進行掃描,可以獲得轉移特性,從保存的日志文件中可以提取出跨導隨柵壓變化的特性曲線,如果vfinal不是整數個步長后的值,則系統自動調整。

    go atlas
    init infile=structure.str
    models cvt srh print
    contact name=gate n.poly
    interface qf=3e10
    method newton
    solve init
    solve vdrain=0.1
    log outf=Vt_test.log master
    solve vgate=0.1 vstep=0.1 vfinal=3.0 name=gate
    tonyplot Vt_test.log
    quit
    

    通常會采用分段掃描電壓,開始階段的步長一小點以利于計算收斂,然后適當增加步長

  • Gummel Plot特性仿真

    go atlas
    init infile=bjt.str
    models conmob fldmob consrh auger print
    solve init
    solve vcollector=0.1 vstep=0.1 vfinal=2 name=collector
    log outf=Gummel_Plot.log
    solve vbase=0.025 vstep=0.025 vfinal=1 name=base
    log off
    tonyplot Gummel_Plot.log
    quit
    

2. 交流小信號特性

交流仿真的語法和直流仿真的語法類似,只是添加了頻率相關的參數。

2.1 頻率不變,改變直流偏置,得到特性頻率下的CV特性

solve vgate=-5 vstep=0.1 vfinal=5.0 name=gate ac freq=1e16
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