شبیه سازی فیزیک دستگاه نیمه هادی و نوری در کامسول

در ادامه آموزش های سایت همیارپروژه نرم افزار کامسول ارائه خواهد شد .آموزشها از مقدماتی تا پیشرفته ادامه دارد و ما به شما کدنویسی در نرم افزار کامسول را یاد خواهیم داد. با ما همراه باشید.

شبیه سازی فیزیک دستگاه نیمه هادی و نوری در کامسول

ماژول نیمه هادی، ابزاری اختصاصی برای تجزیه و تحلیل عملکرد دستگاه نیمه هادی در سطح فیزیک بنیادی را ارائه می دهد. این ماژول بر اساس معادلات diffusion-drift ، با استفاده از مدلهای حمل و نقل ایزوترمال یا غیر گرمایش ساخته شده است. این شبیه سازی برای طیف وسیعی از دستگاه ها از جمله ترانزیستورهای دو قطبی ، ترانزیستورهای (MESFET) ، ترانزیستورهای (MOSFETs) ، ترانزیستورهای (IGBTs) ، دیودهای Schottky و اتصالات N -P مفید است. یک رابط از پیش تعریف شده برای مدل سازی معادله شرودینگر در سیستم های محدود کوانتومی مانند چاه های کوانتومی ، سیم و نقاط را امکان پذیر می کند . اثرات چند فیزیکی اغلب نقش مهمی در عملکرد دستگاهای نیمه هادی دارند. ماژول نیمه ها به شما این امکان را می دهد که به راحتی مدل هایی را ایجاد می کنید دارای چندین اثر فیزیکی باشند. به عنوان مثال ، با اضافه کردن یک رابط فیزیکی انتقال حرارت می توان اثرات حرارتی در یک دستگاه برق را شبیه سازی کرد. انتقال نوری همچنین می تواند برای شبیه سازی طیف وسیعی از دستگاه ها از قبیل سلولهای خورشیدی ، دیودها ( LED ) و فوتودیودها (برای برخی ممکن است به ماژول موج نوری نیاز داشته باشید)مورد استفاده قرار گیرد.

به کارگیری حجم محدود و المان محدود در کامسول

هنگام مدل سازی جا به جایی حفره ها و الکترون ها در ماژول نیمه هادی ، می توانید از روش المان محدود یا حجم محدود استفاده کنید. هر روش مجموعه ای از مزایا و معایب خود را دارد.

روش حجم محدود:

گسسته سازی حجم محدود در مدل سازی وسایل نیمه هادی به طور ذاتی جریان فعلی را حفظ می کند. در نتیجه ، دقیق ترین اطلاعات چگالی جریان حامل های بار را دارد. ماژول نیمه هادی برای معادلات حمل بار (شارژ)ازScharfetter-Gummel استفاده می کند. این موضوع راه حلی را ارائه می دهد که در داخل هر عنصر مش ثابت است ، به این
ترتیب که شارها فقط می توانند در قسمتهایی از مش که در مجاورت عنصر مش دیگری قرار دارند، پدید آیند. با این حال ، از آنجاکه محصولات موجود در COMSOL Product Suite  مبتنی بر روش المان محدود هستند لذا این امر می تواند تنظیم مدل های چند فیزیکی را کمی دشوارتر کند.

روش المان محدود:

روش المان محدود روشی است که باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود. در نتیجه ، الزاماً جریان با این روش حفظ نمی شود. برای به دست آوردن جریان های دقیق ، ممکن است لازم باشد که تلرانس حل کننده پیش فرض را کمتر کرده و مش خود را اصلاح کنید. به منظور کمک به پایداری عددی ، یک روش تثبیت حداقل مربعات گالرکین هنگام حل فیزیک مسئله در دستگاه های نیمه هادی گنجانده شده است. یکی از مزیت های مدل سازی وسایل نیمه هادی با روش المان محدود این است که می توانید مدل خود را با فیزیک های دیگر مانند انتقال گرما یا مکانیک جامد در یک مدل واحد راحت تر ترکیب کنید

 

در اینجا آشنایی با نرم افزار کامسول بخش نهم به اتمام رسیده است و در آموزش های بعدی به مباحث دیگر آموزش کامسول می پردازیم. همچنین از شما مخاطبین عزیز سایت همیارپروژه دعوت می کنم که برای انجام پروژه کامسول خود آموزش های ما را دنبال نمایید.

نویسنده : زهرا رستمی

جهت سفارش پروژه به لینک زیر مراجعه نمایید :

سفارش پروژه

همچنین می توانید برای ارتباط سریعتر با شماره و آیدی تلگرام زیر تماس حاصل کنید :
۰۹۱۲۹۵۴۰۱۲۲ – آیدی تلگرام : @fnalk

از طریق کلیک برروی آیکن های زیر میتوانید پروژه خود را در تلگرام و یا واتساپ برای ما ارسال کنید:

ثبت سفارش در واتس آپ ثبت سفارش در تلگرام