Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)

El desarrollo de la tecnología electrónica hace necesario disponer de modelos fiables de los dispositivos y convierte la simulación de los mismos en un elemento estratégico para su desarrollo presente y futuro. El transistor bipolar de heterounión (HBT) es uno de los componentes más prometedores den...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Garcias Salva, Pau
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:1999
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:español
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/93661
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/93661
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-93661
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Electrónica
Semiconductores
Simulació per ordinador
Transistors bipolars
Montecarlo, Mètode de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica
id ES_58f2e55e83a83071e4cccc9d0e5c0b5b
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/93661
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)Garcias Salva, PauElectrónicaSemiconductoresSimulació per ordinadorTransistors bipolarsMontecarlo, Mètode deÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònicaEl desarrollo de la tecnología electrónica hace necesario disponer de modelos fiables de los dispositivos y convierte la simulación de los mismos en un elemento estratégico para su desarrollo presente y futuro. El transistor bipolar de heterounión (HBT) es uno de los componentes más prometedores dentro del campo de los dispositivos de alta velocidad, ya que es capaz de controlar densidades de corriente elevadas a frecuencias muy elevadas. Dentro de esta familia destacan los HBTs de InP/InGaAs, que registran actualmente la frecuencia de operación más alta. Estos dispositivos exhiben una discontinuidad abrupta en las bandas de energía (en la interfaz base-emisor), cuya presencia invalida los modelos convencionales de transporte, basados en los mecanismos de arrastre-difusión (DD) o en el modelo hidrodinámico (HD) y ampliados con la emisión termoiónica y la transmisión túnel en la heterounión. Tanto el modelo DD como el HD derivan de aproximaciones de la ecuación de transporte de Boltzmann (BTE) que, alternativamente, puede ser resuelta de forma exacta por el método de Monte Carlo (MC). De esta forma, se superan las limitaciones intrínsecas de los simuladores convencionales y es posible determinar su margen de validez. El inconveniente principal de los simuladores MC es su elevado requerimiento de tiempo de cálculo. El objetivo de la tesis es desarrollar un simulador MC para HBTs abruptos que sea computacionalmente eficiente, por aplicación de técnicas de supercomputación paralela. La memoria de la tesis consta de seis capítulos. En el primero se introducen la problemática de la simulación de dispositivos, los HBTs y el método de MC aplicado a este campo. En el segundo se presenta el método convencional de simulación de HBTs, puesto que su resultado será utilizado como aproximación inicial en el simulador MC desarrollado y como referencia comparativa. El tercer capítulo se dedica a presentar el esquema básico de simulación MC de transistores bipolares, mientras que en el cuarto se dan detalles de la implementación eficiente del simulador MCHBT, con la aplicación de técnicas de supercomputación paralela y la utilización de técnicas específicas como el MC ponderado. El capítulo quinto contiene los resultados de simulación de BJTs de GaAs, para resaltar las diferencias del nuevo método de simulación con el convencional sobre un dispositivo y un material conocidos. Finalmente, se amplía el simulador MC con la resolución de la ecuación de Schrodinger en la interfaz abrupta, para incorporar los fenómenos cuánticos de transporte en el HBT. Asimismo, se utiliza la ecuación de balance del momento para interpretar los resultados y establecer un margen de validez de los simuladores convencionales ampliados para el estudio de HBTs abruptos.Universitat Politècnica de CatalunyaPrat Viñas, Lluís19991999-07-2320112011-04-12doctoral thesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/93661https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-93661reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Españolspaopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/936612026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
title Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
spellingShingle Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
Garcias Salva, Pau
Electrónica
Semiconductores
Simulació per ordinador
Transistors bipolars
Montecarlo, Mètode de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica
title_short Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
title_full Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
title_fullStr Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
title_full_unstemmed Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
title_sort Simulación Monte Carlo de transistores bipolares de heterounión abrupta (HBT)
dc.creator.none.fl_str_mv Garcias Salva, Pau
author Garcias Salva, Pau
author_facet Garcias Salva, Pau
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Prat Viñas, Lluís
dc.subject.none.fl_str_mv Electrónica
Semiconductores
Simulació per ordinador
Transistors bipolars
Montecarlo, Mètode de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica
topic Electrónica
Semiconductores
Simulació per ordinador
Transistors bipolars
Montecarlo, Mètode de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria electrònica
description El desarrollo de la tecnología electrónica hace necesario disponer de modelos fiables de los dispositivos y convierte la simulación de los mismos en un elemento estratégico para su desarrollo presente y futuro. El transistor bipolar de heterounión (HBT) es uno de los componentes más prometedores dentro del campo de los dispositivos de alta velocidad, ya que es capaz de controlar densidades de corriente elevadas a frecuencias muy elevadas. Dentro de esta familia destacan los HBTs de InP/InGaAs, que registran actualmente la frecuencia de operación más alta. Estos dispositivos exhiben una discontinuidad abrupta en las bandas de energía (en la interfaz base-emisor), cuya presencia invalida los modelos convencionales de transporte, basados en los mecanismos de arrastre-difusión (DD) o en el modelo hidrodinámico (HD) y ampliados con la emisión termoiónica y la transmisión túnel en la heterounión. Tanto el modelo DD como el HD derivan de aproximaciones de la ecuación de transporte de Boltzmann (BTE) que, alternativamente, puede ser resuelta de forma exacta por el método de Monte Carlo (MC). De esta forma, se superan las limitaciones intrínsecas de los simuladores convencionales y es posible determinar su margen de validez. El inconveniente principal de los simuladores MC es su elevado requerimiento de tiempo de cálculo. El objetivo de la tesis es desarrollar un simulador MC para HBTs abruptos que sea computacionalmente eficiente, por aplicación de técnicas de supercomputación paralela. La memoria de la tesis consta de seis capítulos. En el primero se introducen la problemática de la simulación de dispositivos, los HBTs y el método de MC aplicado a este campo. En el segundo se presenta el método convencional de simulación de HBTs, puesto que su resultado será utilizado como aproximación inicial en el simulador MC desarrollado y como referencia comparativa. El tercer capítulo se dedica a presentar el esquema básico de simulación MC de transistores bipolares, mientras que en el cuarto se dan detalles de la implementación eficiente del simulador MCHBT, con la aplicación de técnicas de supercomputación paralela y la utilización de técnicas específicas como el MC ponderado. El capítulo quinto contiene los resultados de simulación de BJTs de GaAs, para resaltar las diferencias del nuevo método de simulación con el convencional sobre un dispositivo y un material conocidos. Finalmente, se amplía el simulador MC con la resolución de la ecuación de Schrodinger en la interfaz abrupta, para incorporar los fenómenos cuánticos de transporte en el HBT. Asimismo, se utiliza la ecuación de balance del momento para interpretar los resultados y establecer un margen de validez de los simuladores convencionales ampliados para el estudio de HBTs abruptos.
publishDate 1999
dc.date.none.fl_str_mv 1999
1999-07-23
2011
2011-04-12
dc.type.none.fl_str_mv doctoral thesis
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/93661
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-93661
url https://hdl.handle.net/2117/93661
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-93661
dc.language.none.fl_str_mv Español
spa
language_invalid_str_mv Español
language spa
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
publisher.none.fl_str_mv Universitat Politècnica de Catalunya
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869408579715334144
score 15,300719

Similares en LA Referencia