360.033 Modellierung elektronischer Bauelemente
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2021S, VU, 2.0h, 3.0EC
TUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Distance Learning

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

  • die physikalischen und mathematischen Grundlagen der numerischen Bauelement-Simulation zu beschreiben.
  • die wichtigsten numerische Methoden wie Diskretisierung, Newtonverfahren und Gleichungslöser anzuwenden.
  • die Gültigkeit unterschiedlicher Transportmodelle qualitativ abzuschätzen.
  • Software zur numerischen Simulation elementarer Bauelemente selbst zu implementieren.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Die Modellierung des elektrischen Verhaltens moderner Bauelemente ist mit analytischen Modellen nur qualitativ möglich. Um eine wesentlich genauere Beschreibungen zu erhalten werden deshalb die Halbleitergleichungen auf einem geeigneten Simulationsgitter numerisch gelöst. Diese Lehrveranstaltung behandelt die dazu notwendigen physikalischen und mathematischen Grundlagen. Im Übungsteil werden reale Bauelemente mit einem auf diesen Methoden basierenden Bauelementsimulator berechnet. Modellierung: Boltzmanngleichung, Momentenmethode, Drift-Diffusions- und das Energietransport-Modell. Randbedingungen, Kontakte, Grenzflächenmodelle und Heteroübergänge. Selbsterwärmungseffekte und Wärmeleitungsgleichung, thermische Randbedingungen. Modellierung der Bandstrukturparameter, Verspannungseffekte, Legierungseffekte, Beweglichkeit, Streuprozesse, Kanalquantisierung. Numerische Methoden: Diskretisierung partieller Differentialgleichungen (finite Differenzen- und Boxintegrations-Methode), Dämpfung und Konverenz des Newtonverfahrens, linearisierte Kleinsignalanalyse, Einführung in die Monte Carlo Methode. Simulation: Stromloser Fall und kapazitive Bauelement-Eigenschaften, linearer und nichtlinearer Bereich, Durchbruchverhalten. Statische und dynamische Eigenschaften, Verhalten im Frequenzbereich. Unipolare und bipolare Bauelemente, Heterostruktur-Bauelemente, Teilschaltungen, Koppelung mit Schaltungs-Simulation. Koppelung mit Prozess-Simulation, Simulationsumgebungen, Technologie-CAD, Optimierung.

Methoden

Vortrag, Ausarbeitung von Simulationsaufgaben und Präsentation der Ergebnisse.

Prüfungsmodus

Mündlich

Weitere Informationen

Vorbesprechung: im Rahmen der ersten Vorlesung am 1. März 2021

Zeit: Montag, 9:15-11:00

Ort: Online

Für eine Teilnahme an der Lehrveranstaltung ist eine Anmeldung in TISS erforderlich.

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mo.09:15 - 11:0001.03.2021 - 14.06.2021 Zoom (LIVE)Termine
Modellierung elektronischer Bauelemente - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mo.01.03.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.08.03.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.15.03.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.22.03.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.12.04.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.19.04.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.26.04.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.03.05.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.10.05.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.17.05.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.31.05.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.07.06.202109:15 - 11:00 ZoomTermine
Mo.14.06.202109:15 - 11:00 ZoomTermine

Leistungsnachweis

Mündliche Prüfung nach positiver Beurteilung des Übungsteiles - Anmeldung in TISS.

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
15.02.2021 15:00 10.03.2021 23:59 10.04.2021 23:59

Curricula

Literatur

Ein Skriptum zur Lehrveranstaltung ist im Laufe der Lehrveranstaltung beim Vortragenden erhältlich. 

Weitere Informationen

Sprache

Deutsch