مدل ترانزیستور

ترانزیستورها قطعات ساده با رفتار پیچیده هستند. برای اطمینان از عملکرد مطمئن مدارهایی که از ترانزیستور استفاده می کنند، لازم است پدیده های فیزیکی مشاهده شده در عملکرد آنها با استفاده از مدل های ترانزیستوری به صورت علمی مدل شوند. مدل های مختلفی وجود دارد که از نظر پیچیدگی و هدف متفاوت هستند. مدل های ترانزیستوری به دو گروه عمده تقسیم می شوند: مدل های طراحی قطعه و مدل های طراحی مدار.
ترانزیستور نوین دارای ساختار داخلی است که از سازوکارهای فیزیکی پیچیده بهره جویی می کند. طراحی قطعه نیاز به درک دقیقی از چگونگی تأثیر فرآیندهای ساخت قطعه مانند کاشت یون، نفوذ ناخالصی، رشد اکسید، بازپخت و زدایش بر رفتار قطعه دارد. مدل های فرایند مراحل ساخت را شبیه سازی می کنند و یک توصیف میکروسکوپی از «هندسه» قطعه به شبیه ساز قطعه ارائه می کنند. «هندسه» به معنای ویژگی های هندسی قابل شناسایی مانند ساختار دروازه مسطح یا دورپیچ ( به انگلیسی: wrap - around ) ، یا اشکال برجسته یا فرورفته سورس و درین نیست ( شکل ۱ را برای یک قطعه حافظه با برخی چالش های مدل سازی غیرمعمول مربوط به شارژکردن دروازه شناور توسط یک فرایند بهمنی ببینید ) . همچنین به جزئیات داخل ساختار، مانند نمایه های ( به انگلیسی: profiles ) آلایش پس از تکمیل پردازش قطعه اشاره دارد.
این مدل ها بسیار متمرکز بر رایانه هستند و شامل راه حل های مکانی و زمانی دقیق معادلات دیفرانسیل جزئی جفت شده بر روی شبکه های سه بعدی داخل افزاره است. [ ۱] [ ۲] [ ۳] [ ۴] چنین مدل هایی آهسته اجرا می شوند و جزئیاتی را ارائه می دهند که برای طراحی مدار مورد نیاز نیست؛ بنابراین، مدل های ترانزیستور سریع تر با جهت گیری پارامترهای مدار برای طراحی مدار استفاده می شوند.
مدل های ترانزیستور تقریباً برای تمام کارهای طراحی الکترونیکی نوین استفاده می شود. شبیه سازهای مدار آنالوگ مانند اسپایس از مدل هایی برای پیش بینی رفتار یک طرح استفاده می کنند. بیشتر کارهای طراحی مربوط به طراحی های مدار مجتمع است که هزینه ابزار بسیار بالایی دارند، در درجه اول برای ماسک های تصویر استفاده شده برای ایجاد قطعه ها، و انگیزه اقتصادی زیادی برای کارکرد طراحی بدون هیچ گونه تکرار وجود دارد. مدل های کامل و دقیق اجازه می دهد تا درصد زیادی از طرح ها در اولین بار کار کنند.