器件级模拟器与电路级模拟器
3页1、器件级模拟器与电路级模拟器学号:GS12062436 姓名:薛召召题目:器件级模拟器(TCAD) 与电路级模拟器(SPICE)的原理、作用以及他 们的区别。第一部分:器件级模拟器一、器件模拟的原理和作用器件模拟就是半导体器件的计算机模拟,是在给定的材料成分、物理结构和 掺杂分布的条件下,通过半导体器件模拟程序采用数值方法直接求解半导体器件 的基本方程,得到器件结构中的静电场、电子空穴浓度与空间时间的关系,并在 此基础上获得不同偏压条件下的器件伏安特性和器件的直流、瞬态、交流小信号 特性,以及各种器件参数等。器件模拟实际上就是利用数值方法根据一定的边界 条件求解器件的基本方程,其基本方程有泊松方程、电子空穴的连续性方程、热 扩散方程、电子空穴的漂移扩散方程等。其求解的基本量包括静电势、电子空穴 浓度和温度,得到这些量可以进一步求出其他的期间特性。这就是器件级模拟的 数学模型。通过器件模拟我们可以更加深入的了解器件的内部特性,深入了解影响器件 性能的各种因素,以便于对器件性能更好的预测和控制,对器件进行优化设计。 主要作用是对器件的性能进行预测,分析无法活着难以测量的器件性能,分析工 艺对
2、器件性能的影响。这样有助于减少工艺开发的成本和时间提升半导体器件制 造的良品率。二、器件级模拟器TCADTCAD (Technology Computer Aided Design)是由东芝公司开发的一种基于计算 机辅助设计技术的方法。是一个可视化的集成环境,其直观的GUI可用于设计、 组织和运行模拟。包括多个工具,比如工艺模拟器、网络化工具、器件级模拟器、 绘图和分析工具。第二部分:电路级模拟器 一、电路模拟的原理和作用电路的计算机辅助分析就其内容上来讲可以分为两个方面:一个是电路模 拟,另一个是电路优化。电路模拟是在给定电路的结构和元器件参数的条件下, 确定电路的性能指标。而电路优化是在电路性能指标和电路结构确定的条件下来 确定电路中指定元器件的参数最佳值。电路模拟实际上就是根据电路的拓扑结构 和元器件的参数将电路问题转化成适当的数学方程,并求解。最后根据计算结果 验证电路设计的正确性。他的特点是不需要实际的元器件,可以进行各种模拟甚 全是破坏性模拟。二、电路级模拟器SPICE目前在世界上最为著名和广泛应用的电路级模拟软件是SPICE程序(Simulation Program wi
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