Referat Fizica. Extractia optimala a parametrilor de model ai dispozitivelor semiconductoare

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu Gabi Dobocan
Extractia optimala a parametrilor de model ai dispozitivelor semiconductoarePrin extractie de parametri se intelege determinarea parametrilor de model ce caracterizeaza un dispozitiv electronic, utilizind datele experimentale. Dispozitivele semiconductoare prezinta o comportare complexa in diferite intervale de curenti si tensiuni dar chiar si aici sint influentate de alti factori cum ar fi temperatura. De aceea se adopta diferite modele care Aproximeaza in functie de domeniul de utilizare dispozitivul real. Aceste modele sint descrise de anumiti parametrii al caror calcul presupun un algoritm iterativ complex, cu atit mai mult atunci cind se incearca o extractie optimala a acestora deoarece este necesara luarea in consideratie, in orice moment, a interdependentelor dintre ei. Exista programe de calcul (software) care permit determinarea acestor parametrii prin potrivirea curbelor teoretice pe punctele experimentale.Modele pentru dioda semiconductoare.Modelul "Dioda" este descris de ecuatia:Parametrii de model sint:n - factorul de idealitate,Io[uA] - curentul de saturatie,Rs[Ohm] - rezistenta serie; modeleaza efectele de la nivel mare de injectie.Eroarea extractiei este data de SMP (suma celor mai mici patrate).Tabelul 1DiodaI0 [ A]nRs [ SMPD40.0291.7920.0531.55*10-4BA159_X0.0121.7904.6764.04*10-3BS550_21.7201.0510.0572.44*10-4DSIM5.157*10-91.0600.1567.8*10-6Modelul analitic "Dioda 2" este realizat pe baza ecuatiei:Parametrii sint:Iodif[uA] - componenta de difuzie a curentului rezidual,Iogr[uA] - componenta de generare-recombinare a curentului rezidual,Rs[Ohm] - rezistenta serie.Din calcule au fost obtinute rezultatele:I0dif=1.08*10-7 AI0gr=0.075 AI0dif+I0gr Iogr=0.075I0=0.028I0gr>I0RS=0.113 >RSD4=0.053 SMP=4.86*10-2. Modelul "Cap bariera" exprima dependenta capacitatii de bariera a jonctiunii de tensiunea inversa aplicata, VR, dupa relatia:Parametrii de model sint:Co[pF] - capacitatea in absenta polarizarii,m - coeficientul ce descrie tipul jonctiunii [V] - bariera interna de potential a jonctiunii.Se obtin urmatoarele valori:C0=33.859 pFM=0.748 =0.925SMP=4.81*10-2Model pentru tranzistorul MOSRegimurile de functionare al acestui tranzistor include regiunea qvasi liniara, descrisa de ecuatia:pentuVGS>VTVDSVTVDS>VDsatParametrii de model sint:K[mA/V2],VT0[V], [V], [V1/2], [1/V] - modeleaza dependenta curentului IDS de tensiunea VDS, la saturatie.Atit pentru regiunea liniara cit si pentru cea de saturatie au fost determinati acesti parametrii care sint trecuti in Tabelul 2 si respectiv in Tabelul 3:Tabelul 2VT0[V]K[mA/V2] [V] [V1/2] [V-1]SMP0.66517.4270.3380.8720.9992.498*10-30.66519.1700.3380.87202.498*10-3Se observa ca modificarea parametrului nu influenteaza decit parametrul K.Tabelul 3VT0[V]K[mA/V2] [V] [V1/2] [V-1]SMP0.1264.751*10-30.7240.9472.462*10-23.27*10-2Sa demonstrat ca eliminind constringerile de ordin fizic solutia matematica nu exista, algoritmul nemaifiind convergent.Se mai cunosc:q=1.6*10-19 CC0x=KL/ W=1.055777*10-8 F/cm2W/L=3/4NB= 2C0x2/2 q=3.013529*1011 cm-3 =600 cm2/VS Modelul pentru tranzistorul bipolar npnTranzistorul bipolar este descris de ecuatiile:cu urmatorii parametrii:IS0 [ A] F-amplificarea maximaC2, nel parametrii ce modeleaza efectele la nivel mic de injectie - parametrii ce modeleaza efectele la nivel mare de injectieVA [V] tensiunea EarlingValorile obtinute au fost trecute in Tabelul 4:Tabelul 4IS0[ A] FC2nel VA[V]1.252*10-18115.29847.8521.782018.862