Search academic texts

Information × Registration Number 2121U008593, Article popup.category Опубліковано, Стаття Title THE OPTIMIZATION OF THE SHAPE AND SIZE OF THE INJECTION CONTACTS OF THE INTEGRATED P-I-N-STRUCTURES ON THE BASE OF USING THE CONFORMAL MAPPING METHOD popup.author Бомба А. Я.Мороз І. П.Бойчура М. В.Bomba A. Ya.Moroz I. P.Boichura M. V. popup.publication 02-04-2021 popup.source_user Журнал "Радіоелектроніка, інформатика, управління" (Національний університет "Запорізька політехніка") popup.source https://ric.zp.edu.ua/article/view/227316 popup.publisher National University "Zaporizhzhia Polytechnic" Description Актуальність. P-i-n-діоди широко використовуються у техніці надвисоких частот для управління електромагнітним полем. Керування полем здійснюється за рахунок формування в області власного напівпровідника (і-області) електронно-діркової плазми під дією керуючого струму. Розвиток керуючих пристроїв на p-i-n-діодах привів до появи інтегральних p-i-n-структур різних типів, характеристики яких (наприклад, швидкодія, рівень комутованої потужності тощо) перевищують аналогічні характеристики об’ємних діодів. Властивості p-i-n-структур визначають ряд процесів: дифузійно-дрейфовий процес перенесення зарядів, рекомбінаційно-генераційні, теплові, інжекції тощо. Очевидно, що зазначені процеси повинні враховуватись (знаходити відображення) у математичній моделі системи комп’ютерного проектування керуючих пристроїв надвисокочастотних систем. Комплексне врахування процесів приводить до постановки складних задач. Одна із них – задача оптимізації форми, геометричних розмірів та розміщення інжектуючих контактів (активної області). Мета. Полягає у розробці математичної моделі та відповідного їй програмного комплексу процесу взаємодії надвисокочастотних хвиль з електронно-дірковою плазмою в активній області напівпровідникових комутуючих поверхнево-орієнтованих інтегральних p-i-n-структур з контактами стрічкового типу для проведення процедури оптимізації форми та геометричних розмірів активної області. Метод. Основна ідея розробленого алгоритму – застосування методу конформних відображень для приведення фізичної області задачі до канонічного вигляду з подальшим розв’язанням на даній області внутрішніх крайових задач для рівняння амбіполярної дифузії та хвильового рівняння чисельно-аналітичними методами (використано метод скінченних різниць, частинних областей із застосуванням проекційних граничних умов, аналог методу Гальоркіна). В основі оптимізаційного алгоритму лежить поетапне розв’язання (при заданих на кожному етапі формі та геометричних розмірах активної області) наступних задач: знаходиться розрахункова сітка вузлів для фізичних областей задачі, розраховується розподіл концентрації носіїв заряду в активній області, обчислюється коефіцієнт передачі енергії в досліджуваній системі, який входить в запропонований оптимізаційний функціонал. Екстремальні значення функціоналу знаходяться методом рівномірного пошуку. Результати. Запропонована математична модель та відповідний результативний алгоритм оптимізації форми та геометричних розмірів активної області ( і-області) інтегральних поверхнево-орієнтованих p-i-n-структур розширює інструментальну базу для проектування напівпровідникових схем надвисоких частот (аналогічних, наприклад, CST MICROWAVE STUDIO). Висновки. Розроблено алгоритм оптимізації форми та геометричних розмірів активної області інтегральних поверхневоорієнтованих p-i-n-структур з заглибленими контактами, що призначені для комутації електромагнітних сигналів міліметрового діапазону. Універсальність алгоритму забезпечується застосуванням методу конформних відображень просторових областей. Розглянуто приклад застосування запропонованого алгоритму для пошуку оптимальних розмірів клиновидних (в поперечному розрізі) контактів кремнієвих структур. popup.nrat_date 2026-02-09 Close