Photonics – Chinese

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Ansys Insight: 电学charge仿真原理和步骤

    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      CHARGE 电学仿真 求解的是漂移-扩散方程和泊松方程,基本量是电场、载流子浓度、电流密度等;n漂移-扩散方程n扩散参数由爱因斯坦方程给出n要得到电场需要求解泊松方程n最后还需辅助方程--连续性nn使用有限元网格求解,可以仿真瞬态特性和稳态特性。稳态特性通过下列条件得到n边界条件可以是固定电压,比如电极:n在电极与半导体界面上多数载流子平衡n内部两个Domain(材料)之间没有电极,边界条件由材料性质决定。n在没有表面电荷情况下,界面上的电势和电通量密度electric flux density连续。n对于载流子,半导体与相邻材料的边界条件由表面复合电流密度决定surface recombination current density决定,对于绝缘体和无限大表面复合速率recombination velocity(强制载流子密度在其平衡状态),缺省情况下其表面复合电流密度为零。对于外部或者仿真边界,电场法线分量为零,表面复合电流密度也为零。从物理上说,这相当于绝缘边界条件,净电流为零。nn小信号情况下是一种线性系统,这里不多讲。nnCHARGE也可以包含温度特性,因此可以与HEAT一起联合仿真。nn其主要仿真步骤为n 1:建立物理结构(几何形状和材料特性,包括复合损耗等)n 2:掺杂(内置的是长方体,其它形状可以自输入)n 3:仿真区、网格和Solver设置(边界条件内置)n 4:定义电极n 5:检查掺杂以及网格等(点击Mesh Generation),可以用Visualizier看n 6:添加监视器n 7:仿真计算与分析n如果材料库中没有合适的材料,请事先添加。n 如果需要扫描所添加的电压,请选择合适的电极,初始和中止电压以及电压步长。步长太大可能容易不收敛,因为所求解的方程是非线性的,需要迭代求解,因此需要根据先前的指定电压(缺省时零偏压)的结果作初始值。也就是把仿真分不同的电压段:低电压时可以用大步长,高电压时用小步长,这个对于要仿真击穿效应的器件特别重要,不要想着从零电压一次仿真到击穿电压。nn
    • LLF
      Subscriber
      ?????charge??,?????????:????????????,????????electrical??,?Geometry???surface type???domain??????n
    • Guilin Sun
      Ansys Employee
      电极首先得有一个几何形体和材料,然后边界条件那里指定是哪个形体为电极:n正负电极由相对电压决定,一般要有零伏的参考电极;Domain是运算或者Mesh以后的,是同一种材料相连的封闭体积,不需要特殊考虑设置,但是有的时候需要用它设置为电极。对于电极一般情况就是Solid。nn
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