Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod
XD34TCA TCAD Rozsah výuky:14+4
Přednášející (garant):Vobecký J., Voves J. Typ předmětu:Z Zakončení:Z,ZK
Zodpovědná katedra:334 Kreditů:4 Semestr:L

Anotace:
Aplikace nástrojů TCAD (Technology Computer Aided Design) v analýze a návrhu základních elektronických součástek. Princip simulace technologických procesů a fyzikální simulace stejnosměrné a dynamické činnosti součástek. Extrakce parametrů pro kompaktní modely. Obvodová simulace a kompaktní modely. Základní modely a jejich aplikace. Praktická činnost ve standardním simulačním prostředí v rámci simulace základních polovodičových struktur integrovaných obvodů (dioda, BJT, MOSFET) v návaznosti na vyšší návrhové prostředky.

Osnovy přednášek:
1. TCAD, základní principy, dostupné nástroje a aplikační možnosti.
2. Fyzikální simulace. ATLAS. Základní polovodičové rovnice a modely.
3. Numerické metody v TCAD. Principy, implementace, praktické aspekty.
4. Rovnice Poissonova a kontinuity. Drift-difuzní přiblížení. Generace a rekombinace.
5. SRH model. Augerova, optická, povrchová rekombinace.
6. Elektrický průraz. Nárazová ionizace. Pohyblivost nositelů náboje. Zužování pásu.
7. Okrajové podmínky. Ohmický a Schottkyho kontakt. Rozhraní polovodič-izolant.
8. Smíšená simulace (MIXEMODE).
9. Kompaktní modely bipolárních součástek. Modely pro malý a velký signál.
10. Dioda a BJT. Extrakce parametrů pro kompaktní modely.
11. Kompaktní modely unipolárních součástek. Modely pro malý a velký signál.
12. MOSFET. Extrakce parametrů pro kompaktní modely.
13. Simulace technologických procesů. Základní principy a aplikační možnosti.
14. Iontová implantace. Difuze, oxidace. Základní modely a jejich aplikace.

Osnovy cvičení:
1. Platforma SUN a operační systém UNIX. Simulační prostředí Deckbuild - seznámení.
2. Dioda s pn přechodem. Zadání vstupního souboru do simulátoru. Ladění.
3. Simulace závěrných, propustných a dynamických charakteristik diody.
4. Semestrální projekt I. - simulace diody. Gummel plot - extrakce parametrů.
5. Bipolární tranzistor BJT. Vstupní soubor pro simulaci ss charakteristik. Ladění.
6. Strategie návrhu BJT v kontextu simulace.
7. Semestrální projekt II. - návrh simulace BJT. Průrazné napětí, Gummel plot.
8. Semestrální projekt II. - ladění simulace BJT. Extrakce parametrů.
9. Simulace tranzistoru MOSFET. Vstupní soubor pro simulaci ss charakteristik. Ladění
10. Semestrální projekt III. - návrh simulace tranzistoru MOSFET. Prahové a průrazné napětí.
11. Strategie návrhu tranzistoru MOSFET v kontextu simulace.
12. Semestrální projekt III. - simulace tranzistoru MOSFET. Extrakce parametrů.
13. Příprava projektů pro prezentaci. Způsoby zpracování výsledků.
14. Prezentace projektů, zápočet.

Literatura Č:
1. Vobecký J., Voves J. : "TCAD pro elektroniku", ČVUT, Praha 1995
2. Mouthaan T. "Semiconductor devices Explained", Wiley, 1999
3. ATLAS User's Manual, SILVACO Int., Santa Clara, 2000

Literatura A:
1. Selberherr S., "Analysis and Simulation of Semiconductor Devices", Springer, 1984
2. Mouthaan T. "Semiconductor devices Explained", Wiley, 1999
3. ATLAS User's Manual, SILVACO Int., Santa Clara, 2000

Požadavky:
Vypracování a předvedení tří semestrálních projektů na počítači.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
Plán Obor Role Dop. semestr
MEL03-D Elektronika Z 2


Stránka vytvořena 25. 2. 2002, semestry: Z/2001-2, Z/2002-3, L/2001-2, L/2002-3, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)