silvaco器件仿真二维PN结

4.1.7栅氧厚度的最优化

下面介绍如何使用DECKBUILD中的最优化函数来对栅极氧化厚度进行最优化。假定所测量的栅氧厚度为100Å，栅极氧化过程中的扩散温度和偏压均需要进行调整。为了对参数进行最优化，DECKBUILD最优化函数应按如下方法使用：

a. 依次点击Main control和Optimizer…选项；调用出如图4.15所示的最优化工具。第一个最优化视窗显示了Setup模式下控制参数的表格。我们只改变最大误差参数以便能精确地调整栅极氧化厚度为100Å；

b. 将Maximum Error在criteria一栏中的值从5改为1；

c.

接下来，我们通过Mode键将Setup模式改为Parameter模式,并定义需要优化参数（图4.16）。

图4.15 DECKBUILD最优化的Setup模式

图4.16 Parameter模式

需要优化的参数是栅极氧化过程中的温度和偏压。为了在最优化工具中对其进行最优化，如图4.17所示，在DECKBUILD窗口中选中栅极氧化这一步骤；

图4.17 选择栅极氧化步骤

d. 然后，在Optimizer中，依次点击Edit和Add菜单项。一个名为Deckbuild：Parameter Defin

实验一 PN结器件电流—电压特性

一、基本原理

PN结是半导体结型器件的核心，是IC电路的最基本单元，诸多半导体器件都是由PN结组成的。最简单的结型器件是半导体二极管，根据不同场合的用途，使用不同掺杂及材料制备工艺制成多种二极管，如整流二极管、检波二极管、光电二极管（发光二极管、光敏二极管）等；三极管与结型晶体管就是由两个PN结构成的。因此深入了解与掌握PN结的基本特性，是掌握与应用晶体管等结型器件的基础。

PN结的最重要特性是单向导电性，即具有整流特性。也就是说，正向表现低阻性，反向为高阻性。若在PN结上加上正向偏压（P区接正电压、N区接负电压）则电流与电压呈指数关系，如下式 I?I0?exp??qv?? （Ⅰ） nkT??式中q是电子电荷，K是波尔兹曼常数，T是工作温度（K），V是外加电压，n是复合因子，

根据实际测量曲线求出。随着电压缓慢升高

二维电子气与HEMT器件

自从进入信息时代，人们对信息传输速度的追求脚步就从未停止。而材料科学研究的飞速发展使人们已经能够制造出许多崭新的材料，使器件达到了前所未有的水平，这就使得信息传输速度不断提升。随着半导体异质结的研究趋于成熟，许多异质结的优良特性又一次提高了器件的水平。两种材料禁带宽度的不同以及其他特性的不同使异质结具有一系列同质结所没有的特性，在器件设计上将得到某些同质结不能实现的功能。异质结常具有两种半导体各自的PN结都不能达到的优良的光电特性，使它适宜于制作超高速开关器件、太阳能电池以及半导体激光器等。我们这里介绍的就是利用异质结的特性，制作出的超高速器件HEMT。

一、二维电子气的形成

有许多方法可以制造异质层结构，例如人们熟悉的MOS结构的制造技术。近年来，二维限制系统主要研究对象是化合物半导体异质结构中的二维电子气（Two Dimensional Gas, 2DEG）系统。2DEG的大部分研究工作是以GaAs/AlGaAs异质结构为基础的。在GaAs与AlGaAs的界面处形成薄的导电2DEG层。为了了解这个导电层是怎么形成的，考虑沿z方向（导电层所在的平面为x、y方向）的导带和价带的形状。两个能隙宽度不同的半导体材料刚开始

4.27 PN结正向压降与温度关系的研究和应用

常用的温度传感器有热电偶、测温电阻器和热敏电阻等，这些温度传感器均有各自的优点，但也有它们的不足之处，如热电偶适用温度范围宽，但灵敏度低、且需要参考温度；热敏电阻灵敏度高、热响应快、体积小，缺点是非线性，且一致性较差，这对于仪表的校准和调节均感不便；测温电阻(如铂电阻)有精度高、线性好的优点，但灵敏度低且价格较贵；而PN结温度传感器则有灵敏度高、线性较好、热响应快和体小轻巧易集成化等优点，所以PN结温度传感器的应用日益广泛。但这类温度传感器的工作温度一般为-50℃-150℃，与其它温度传感器相比，测温范围的局限性较大，有待于进一步改进和开发。本实验就是研究PN结正向压降及其与温度的关系的。

4.27.1 实验目的

(1)了解PN结正向压降随温度变化的基本性质。

(2)在恒定正向电流条件下，测绘PN结正向压降随温度变化曲线，并由此确定其灵敏度及被测PN结材料的禁带宽度。

(3) 学习用PN结测量温度的方法。 4.27.2 实验原理

理想的PN结的正向电流IF和正向压降VF存在如下近似关系式：

IF?Isexp(qVF) (4-127)

课 题：第3章 基本二维绘图

课 时：共10学时（其中理论 1学时，操作9 学时），建议分六次课完成。 课 次 第1次课 第2次课 第3次课 第4次课 第5次课 第6次课 合计 理论课时 1 1 上机课时 1 2 1 2 1 2 9 自学（作业）课时

能力目标：

坐标系与坐标；熟悉绘图环境，掌握坐标系，掌握平面几何基本知识；基本二维图形对象的表示方法；绘制线条类图案：点、直线、射线、构造线、矩形、多边形、多线；绘制曲线类图案：绘制圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、样条曲线、多段线。 本章重点：

坐标系、相对坐标与绝对坐标、极坐标与直角坐标的应用，绘制基本二维图形对象的基本操作方法。 本章难点：

坐标系及坐标的应用，线条类、曲线类绘制工具的应用。

教学用具：多媒体计算机网络机房，AutoCAD2009软件，随书配套光盘素材：“第3章”。 教学方法：建议以讲练结合，演示教学，布置任务等教学方法为主。

第1次课 2学时

基本二维绘图知识技能建构1

能力目标：

理解并掌握二维绘图命令工具的基本操作，主要包括以下基本技能内容：

坐标系与坐标；熟悉绘图环境，掌握坐标系，掌握平面几何基本知识；基本二维图形对象的表示方法；绘

第1题：

编写程序，找出m行n列的二维数组中所有元素的最大值。输入分m+1行：第一行为m和n的值，以下m行代表二维数组，其中每一行包括n个数。 样例输入： 3 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9

样例输出：9

第2题：

编写程序，从矩阵中找“鞍点”。如果某个元素是“鞍点”，那么该元素在所处的行中最大，列上最小，也可能没有鞍点。要求：如果有鞍点，输出鞍点的值，以及其所处的行和列下标，否则输出NO。输入分m+1行：第一行为m和n的值，以下m行代表二维数组，其中每一行包括n个数。 样例输入： 3 4 1 2 4 3 5 6 7 8 6 8 9 4

样例输出：4 0 2

样例输入： 3 4 1 2 3 4 5 6 7 0 8 7 6 5

样例输出：NO

第3题： 编写程序，计算二维数组中各列的平均值。输入分m+1行：第一行为m和n的值，以下m行代表二维数组，其中每一行包括n个数。 样例输入： 3 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9

样例输出：4 5 6 第4题：

编写程序，计算两个矩阵（均为2行3列）之和。输入分2*2行：前两行为第一个矩阵，后两行为第二个矩阵。 样例输入： 1 2

图像的熵是一种特征的统计形式，它反映了图像中平均信息量的多少。图像的一维熵表示图像中灰度分布的聚集特征所包含的信息量，令Pi表示图像中灰度值为 i 的像素所占的比例，则定义灰度图象的一元灰度熵为：

H= - Ei=0255Pi lnPi

(其中，E i=0表示从灰度0到255进行求和运算，因为公式无法输入，

暂且这样表示)

图象的一维熵可以表示图像灰度分布的聚集特征，却不能反映图像灰度分布的空间特征，为了表征这种空间特征，可以在一维熵的基础上引入能够反映灰度分

布空间特征的特征量来组成图像的二维熵。

选择图像的邻域灰度均值作为灰度分布的空间特征量，与图像的像素灰度组成特征二元组，记为(i,j)，其中i表示像素的灰度值(0<=i<=255)，

表示领域灰度均值

j

255

(0<=j<=255),P=(f(i,j))/N2即可

ij

反应某像素位置上的灰度值与其周围像素的灰度分布的综合特征，其中f(i,

j)为特征二元组(i,j)出现的频数，定义离散的图像二维熵为： N为图像的尺度，

H= - E i=0E j=0 (Pij lnPij )

依此构造的图像二维熵可以在反映图像所包含的信息量的前提下，突出反映图像中像素位置的灰度信息和像素邻域内灰度分布的综合特征；

255255

本文是Li和Lee关于一维最小交叉熵

AutoCAD上机实验的操作

上机实验时，要养成良好的上机操作习惯, ① 身体正对计算机屏幕；

② 右手通常操作鼠标，左手轻放在键盘上，大拇指主要用

来操作空格键（空格键相对于回车、重复、结束等命令操作），大部分绘制命令可以用简称完成，用左手其余手指操作完成；

③ 常用命令简称：直线L，多线段PL，圆弧A,圆C,椭圆EL，多边形POL，写字MT，图案填充H，擦除E，拷贝CO，镜像MI，偏移O，阵列AR，移动M，旋转RO，缩放SC，拉伸S,修剪TR，延伸EX，打断BR，斜角CHA，圆角F，爆炸X等。如果没有快捷键，再采用工具条命令图标；

④ 快捷操作方法：命令简称+空格是最快捷的操作方法。

常用快捷键命令：

AutoCAD快捷命令大全

常用的AutoCAD功能键：

功能键 功能 Esc F1 F2 F3 F4 F5 F6

AutoCAD数据的输入方法

调用或输入命令后，系统立即执行该命令，在执行命令的过程中，系统会要求或提示用户输入相关数据： 输入数据的常用方法： ⑴直角坐标输入法：

坐标轴之间是两两相互垂直的，

1）绝对直角坐标系：

在绝对直角坐标系中，任何一点的绝对坐标增

AutoCAD上机实验的操作

上机实验时，要养成良好的上机操作习惯, ① 身体正对计算机屏幕；

② 右手通常操作鼠标，左手轻放在键盘上，大拇指主要用

来操作空格键（空格键相对于回车、重复、结束等命令操作），大部分绘制命令可以用简称完成，用左手其余手指操作完成；

③ 常用命令简称：直线L，多线段PL，圆弧A,圆C,椭圆EL，多边形POL，写字MT，图案填充H，擦除E，拷贝CO，镜像MI，偏移O，阵列AR，移动M，旋转RO，缩放SC，拉伸S,修剪TR，延伸EX，打断BR，斜角CHA，圆角F，爆炸X等。如果没有快捷键，再采用工具条命令图标；

④ 快捷操作方法：命令简称+空格是最快捷的操作方法。

常用快捷键命令：

AutoCAD快捷命令大全

常用的AutoCAD功能键：

功能键 功能 Esc F1 F2 F3 F4 F5 F6

AutoCAD数据的输入方法

调用或输入命令后，系统立即执行该命令，在执行命令的过程中，系统会要求或提示用户输入相关数据： 输入数据的常用方法： ⑴直角坐标输入法：

坐标轴之间是两两相互垂直的，

1）绝对直角坐标系：

在绝对直角坐标系中，任何一点的绝对坐标增

学校代码： 10128 学 号：

课程设计说明书

题 目： 通用二维工作平台设计 学生姓名：

学 院： 机械学院 班 级： 指导教师：

2014年1月10 日

内蒙古工业大学课程设计

摘 要

数控机床是一种高度自动化的机床，随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，改型频繁。机械加工中，多品种、小批量加工约占80%。这样，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，而且还要具备“柔性”，即灵活通用，能迅速适应加工零件的变更。数控机床较好地解决了形状复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，具有适应性强、加工精度高、工质量稳定和生产效率高等优点，是一种灵活而高效的自动化机床。二维数控精密工作台采用滚珠丝杠和直线导轨副传动,具有 精度高,效率高,寿命长,磨损小,节能降耗,结构紧凑,通用性较强.工作台材料一般为HT400,也可以根据用户要求,设计加工,铝合金,钢板,大理石均可以加工；数控工作台系列产品可以配置步进电机或伺服电机.数控精密工作台可广泛应用于激光焊接机,激光切割机,插线机,打孔机,涂胶机,机械手,搬运或运输生产线上,检测装置,射线探伤分析,应力