MATLAB PDE工具箱在半导体器件中的应用研究
Application Research of MATLAB PDE Toolbox in Semiconductor Device
DOI: 10.12677/CSA.2019.95098, PDF,    国家科技经费支持
作者: 马 宁*, 王振宇, 朱子君：中国石油大学(北京)理学院，北京
关键词: 半导体；PDE工具箱；数值模拟；Semiconductor； PDE Toolbox； Numerical Simulation
摘要: 半导体是近代发现的一种新型材料，其导电性能介于导体与绝缘体之间，并且导电性也会随温度变化，是制作电子器件的重要材料，因此半导体器件问题的数值模拟也越来越重要。本文主要研究用Matlab中PDE工具箱对瞬态半导体器件的数学模型进行求解，通过数值模拟得出其电子位势、电子浓度和温度分布数值解，并通过图像得到了半导体的物理变化情况，充分展现了PDE工具箱在求解过程中的操作简单、计算快等优点。
Abstract: Semiconductor is a new kind of material discovered recently. Its conductivity is between conductor and insulator, and its conductivity changes with temperature. It is an important material for making electronic devices. Therefore, numerical simulation of semiconductor device problems is becoming more and more important. The mathematical models of semiconductor devices are considered. Matlab PDE toolbox can solve a series of problems semiconductor device simulation. Numerical simulation of the electric potential, electron concentration and the temperature distribution in the image can verify the semiconductor physical change in the situation. So the PDE toolbox has the advantages of simple operation and fast computation.
文章引用：马宁, 王振宇, 朱子君. MATLAB PDE工具箱在半导体器件中的应用研究[J]. 计算机科学与应用, 2019, 9(5): 874-822. https://doi.org/10.12677/CSA.2019.95098

参考文献

[1] 杨志伟. 一类半导体模型的几种数值方法比较[D]: [硕士学位论文]. 济南: 山东大学, 2014.
[2] 刘影. 半导体器件的二维数值模拟[D]: [硕士学位论文]. 成都: 电子科技大学, 2015.
[3] 丁红梅. 基于有限体积法的半导体器件数值模拟[D]: [硕士学位论文]. 成都: 电子科技大学, 2012.
[4] 李文学. 电场数值计算的常用方法[J]. 山东工业技术, 2014(22): 282.
[5] 王文东, 武海妮, 吴强, 包曾. 基于Matlab的非线性方程组求解[J]. 信息与电脑(理论版), 2018(15): 36-38.
[6] 李奇. Matlab智能算法工具箱在数据处理方面的应用[J]. 电脑编程技巧与维护, 2018(7): 120-122.
[7] 刘思平. Matlab PDE工具箱在电动力学教学中的辅助应用[J]. 廊坊师范学院学报(自然科学版), 2017, 17(1): 110-112.
[8] 袁益让. 半导体瞬态问题计算方法的新进展[J]. 计算物理, 2009, 26(3): 317-324.
[9] 杨青. 半导体瞬态问题的修正迎风有限体积格式[J]. 系统科学与数学, 2008(6): 725-738.
[10] 黄作英, 阙沛文, 陈亮. PDE工具箱实现偏微分方程的有限元求解[J]. 计算机仿真, 2006, 23(9): 100-102.
[11] 李萍, 张磊, 王垚廷. 基于Matlab的偏微分方程数值计算[J]. 齐鲁工业大学学报, 2017, 31(4): 39-43.
[12] 宋克志, 刘智儒. 基于Matlab语言的有限元法及其应用[J]. 烟台师范学院学报(自然科学版), 2004, 20(2): 100-102.
[13] 冯桂莲. 偏微分方程的MATLAB数值解法及可视化[J]. 计算机技术与发展, 2013(12): 120-123.
[14] 李明. 偏微分方程的MATLAB解法[J]. 湖南农机, 2010(5): 89-91.
[15] 冯桂莲. 有限元数值解法在MATLAB中的实现及可视化[J]. 软件工程师, 2015(1): 61-64.