Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Analisi su base fisica di dispositivi attivi nel dominio della frequenza per circuiti ad alta ed altissima.

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1 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Analisi su base fisica di dispositivi attivi nel dominio della frequenza per circuiti ad alta ed altissima frequenza Università degli Studi di LAquila, Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dellInformazione Vincenzo Stornelli Giorgio Leuzzi, Vincenzo Stornelli

2 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Motivazioni Analisi su base fisica completamente nel dominio della frequenza per circuiti a microonde ed onde millimetriche (Spectral Balance) Analisi su base fisica completamente nel dominio della frequenza per circuiti a microonde ed onde millimetriche (Spectral Balance) Efficient Physical + Electromagnetic CAD Efficient Physical + Electromagnetic CAD Global Modelling Anaysis

3 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Metodi di Analisi Lanalisi nel tempo: ha validità generale; ha validità generale; non si interfaccia facilmente con la analisi elettromagnetica esterna; non si interfaccia facilmente con la analisi elettromagnetica esterna; deve avere un tempo di discretizzazione minore delle costanti di tempo del semiconduttore. deve avere un tempo di discretizzazione minore delle costanti di tempo del semiconduttore. Lanalisi tempo/frequenza (Waveform Balance): vale solo per segnali periodici limitati in banda; vale solo per segnali periodici limitati in banda; si interfaccia facilmente con la analisi elettromagnetica esterna; si interfaccia facilmente con la analisi elettromagnetica esterna; richiede matrici risolventi di dimensioni maggiori di un ordine di grandezza. richiede matrici risolventi di dimensioni maggiori di un ordine di grandezza. Lanalisi in frequenza (Spectral Balance): come sopra, ma permette di tenere in conto la dispersione in frequenza nel semiconduttore. come sopra, ma permette di tenere in conto la dispersione in frequenza nel semiconduttore.

4 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Spectral Balance I Fourier series expressions:

5 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 M+1 equazioni complesse per ogni k-esimo punto spaziale Spectral Balance II

6 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Modello quasi 2D First three moments of the BTE Charge-control law Poisson's equation

7 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Modello quasi 2D NX punti spaziali lungo il canale NX punti spaziali lungo il canale 4*NT*NX equazioni NT=2*NH+1 NT=2*NH+1 Nel modello si assume che: La corrente fluisce dal source al drain parallelamente alla superficie del semiconduttore sotto lossido; La corrente fluisce dal source al drain parallelamente alla superficie del semiconduttore sotto lossido; Per il controllo di carica può essere utilizzato un qualunque modello (e.g. self-consistent Schrödinger-Poisson); Per il controllo di carica può essere utilizzato un qualunque modello (e.g. self-consistent Schrödinger-Poisson); Tutte le grandezze fisiche sono discretizzate nello spazio (lungo il canale) con un passo sufficientemente accurato; Tutte le grandezze fisiche sono discretizzate nello spazio (lungo il canale) con un passo sufficientemente accurato; Il potenziale esterno applicato al dispositivo risulta essere una condizione al contorno per lequazione di poisson e del controllo di carica. Il potenziale esterno applicato al dispositivo risulta essere una condizione al contorno per lequazione di poisson e del controllo di carica.

8 Ischia, 21-23 giugno 2006Riunione Annuale GE 2006 Modello quasi 2D - Implementazione Matlab - Energy Velocity Time domain Spectral Balance