بخشی از مقاله
چکیده
شبیه سازي مونتو کارلو براي ترابرد الکترونها در حالات پایدار ترانزیستور اثر میدان ساخته شده از ماده SiC انجام پذیرفته است. مشخصه هاي ترابرد الکترونها و نمودار I-V براي ترانزیستور شبیه سازي شده توافق خوبی را با نمونه هاي آزمایشگاهی نشان می دهد. مشخصه هاي خروجی جریان درین بر حسب ولتاژ اعمالی به درین-سورس نشان دهنده اندازه جریان خروجی بزرگی براي نمونه شبیه سازي شده است.
مقدمه
نیمرساناي SiC به دلیل داشتن گاف انرژي بزرگ داراي میدان الکتریکی شکست بالا، آهنگ تولید گرمایی پایین و تحرك پذیري بالاي الکترونی است و بنا بر این کاربرد فراوانی در ساخت قطعات نیمرسانا در محدوده دمایی و توان بالا دارد. شبیه سازیهاي مونتو کارلو براي این ماده در محدودة میدان هاي الکتریکی بالا، ماکزیم سرعت الکترونی از مرتبه 3× 107 cm/s را نشان میدهد[1]، چنین سرعت بالایی باعث مزیت این ماده در ساخت قطعات الکترونیکی در محدوده با فرکانسهاي بالا نیز شده است. در این مقاله گزارشی از نتایج شبیه سازي مونتوکارلو ترانزیستور MESFET ساخته شده از ماده SiC ارائه شده است.
در بخشهاي بعدي ابتدا مشخصات ترانزیستور و روش شبیه سازي بکار برده شده توضیح داده شده و در پایان نتایج بدست آمده بررسی می گردد. روش شبیه سازي و مشخصات ترانزیستور در مدل بکار برده شده فرض می شود که شبه ذرات دره هاي انرژي غیر سهموي را در اولین نوار رسانش اشغال کرده و از آمار بولتزمن پیروي می کنند. از تبدیلات استفاده شده تا اندازه حرکت ذرات را در حین جابجایی و پراکندگی به دره هاي انرژي کروي شکل منتقل نماید. معادلات میدان الکتریکی بطور خود سازگار با استفاده از روش اختلاف معین حل شده است [3-2] و در طی هر برخورد زمانی شبه ذرات، پتانسیل شبکه اي قطعه نیمرسانا محاسبه گردیده است.
در این شبیه سازي پراکندگی الکترونها توسط عوامل ناخالصهاي یونیزه شده و فونونهاي نوري و صوتی درون دره اي و بین دره اي در نظر گرفته شده است. ترانزیستور MESFET شبیه سازي شده در شکل 1 نمایش داده شده است. چنانچه ملاحظه می شود، طول کل ترانزیستور در راستاي محورxها 2µm بوده پهناي گیت ./2µm و سورس درین هر کدام ./15µm انتخاب شده اند. اتصالات به سورس و درین اهمی بوده در حالی که اتصال گیت از نوع شاتکی با پتانسیلی از مرتبه 1eV فرض شده است.
نتیجه گیري
شکل: 4 نمودار لگاریتمی از چگالی الکترونها در ترانزیستور MESFET ساخته شده شبیه سازي مونتو کارلو براي ترابرد الکترونها در حالات پایدار در از ماده SiC هنگامی که ولتاژ گیت -3 ولت و ولتاژ درین-سورس 20 ولت است. ترانزیستور اثر میدان ساخته شده از مادة SiC انجام پذیرفته است. نتایج شبیه سازي نشان می دهد که به علت چگالی جریان بالاي درین، انتظار می رود که قطعات نیمرسانا ساخته شده از مادة SiC داراي توان و بهرة بالایی باشند.
