获取器件特性

在实际情况下,器件的特性需要通过仪器进行测试得到,测试的结果通常是电流电压特性。通过改变电信号、环境温度、光照、压力、磁场等条件观察端电流端电压随这些量的变化。atlas进行器件仿真时也按照这种思路进行,除了可以得到端的电学特性以外,还能得到器件内部的信息,例如浓度分布、电势分布、电流密度等等。

在仿真开始时电极都是零偏的,之后才会按照设置的方式将电流或电压步进式地加上去。步长时需要考虑的,步长太长容易不收敛。

电流与电压的施加通过solve命令,log命令和save命令是把计算得到的结果分别保存为日志文件和结构文件。log命令必须在solve命令之前才能保存solve命令的数据。

  • 计算gate电压为0.1 V时的电学信息,保存到log文件,并保存结构文件,此时结构文件中就包含了电场、电流密度等信息了。

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

1. 直流特性

  • 给所有电极的电压都加为0 V

    solve init
    

    经过solve命令之后保存的结构文件中将包含有电学信息,例如电势分布、电流密度、端电流电压等等。如果直接从某一电压开始计算,则上面的语句将会自动加入

  • 给基极电压加到0.1 V

    solve vbase=0.1
    
  • 将之前计算得到的结果作为初始近似

    solve previous
    
  • 结束写日志

    log off
    
  • 基极电压经过一系列步骤加到2 V,可以得到BE结的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
    
  • 栅电压按照一定步长进行扫描,可以获得转移特性,从保存的日志文件中可以提取出跨导随栅压变化的特性曲线,如果vfinal不是整数个步长后的值,则系统自动调整。

    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
    

    通常会采用分段扫描电压,开始阶段的步长一小点以利于计算收敛,然后适当增加步长

  • 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. 交流小信号特性

交流仿真的语法和直流仿真的语法类似,只是添加了频率相关的参数。

2.1 频率不变,改变直流偏置,得到特性频率下的CV特性

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