Un nuevo enfoque para la solución aproximada de ADE: modelado basado en física de portadores en la región de dopaje
Autores: Hernandez-Gonzalez, Leobardo; Ramirez-Hernandez, Jazmin; Ulises Juarez-Sandoval, Oswaldo; Olivares-Robles, Miguel Angel; Sanchez, Ramon Blanco; Gibert Delgado, Rosario del Pilar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Comportamiento eléctrico
Dispositivos semiconductores
Ecuación de difusión ambipolar
Región de baja dopaje
Solución numérica
Simuladores de circuitos eléctricos comerciales
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El comportamiento eléctrico en dispositivos semiconductores es el resultado de la inyección y evacuación de portadores eléctricos en la región de baja dopaje. La dinámica de los portadores está determinada por la ecuación de difusión ambipolar (ADE), que involucra los principales fenómenos físicos en la región de baja dopaje. La ADE no tiene una solución analítica directa ya que es una ecuación diferencial de segundo orden espacio-temporal. La solución numérica es la más utilizada, pero es inadecuada para integrarse en simuladores de circuitos eléctricos comerciales. En este artículo, se propone una aproximación empírica como solución de la ADE. La solución propuesta fue validada utilizando las ecuaciones finales que se implementaron en un simulador; los resultados se compararon con los resultados experimentales en cada fase, obteniendo una similitud en las formas de onda de corriente. Finalmente, una ventaja de la metodología propuesta es que las expresiones finales obtenidas pueden implementarse fácilmente en simuladores comerciales.
Descripción
El comportamiento eléctrico en dispositivos semiconductores es el resultado de la inyección y evacuación de portadores eléctricos en la región de baja dopaje. La dinámica de los portadores está determinada por la ecuación de difusión ambipolar (ADE), que involucra los principales fenómenos físicos en la región de baja dopaje. La ADE no tiene una solución analítica directa ya que es una ecuación diferencial de segundo orden espacio-temporal. La solución numérica es la más utilizada, pero es inadecuada para integrarse en simuladores de circuitos eléctricos comerciales. En este artículo, se propone una aproximación empírica como solución de la ADE. La solución propuesta fue validada utilizando las ecuaciones finales que se implementaron en un simulador; los resultados se compararon con los resultados experimentales en cada fase, obteniendo una similitud en las formas de onda de corriente. Finalmente, una ventaja de la metodología propuesta es que las expresiones finales obtenidas pueden implementarse fácilmente en simuladores comerciales.