МОДЕЛИРУЮЩИЕ ПРОГРАММЫ К ПРАКТИКУМУ ПО ФИЗИКЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ТЕХНОЛОГИИ

  Кафедра технической физики   Физический факультет   Южный федеральный университет

Раздел 1. ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ


РАВНОВЕСНАЯ СТАТИСТИКА НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ПОЛУПРОВОДНИКЕ

Компьютерная программа позволяет:
- рассчитать и графически отобразить температурную зависимость положения уровня Ферми в полупроводнике и концентрации свободных носителей заряда
- рассмотреть случай донорного, акцепторного, компенсированного полупроводника, а также полупроводника с глубокой примесью с произвольной степенью легирования

АВТОРЫ: Гершанов В.Ю.  Гармашов С.И.     


ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ

Компьютерная программа предназначена для моделирования фотопроводимости полупроводников с учетом диффузии неравновесных носителей заряда, их объемной и поверхностной рекомбинации. Моделирование осуществляется путем численного решения одномерного уравнения непрерывности, благодаря чему компьютерная программа полностью имитирует выполнение заданий натурной лабораторной работы. В частности, пользователь может наблюдать релаксацию фотопроводимости при освещении полупроводника серией импульсов света с регулируемой длительностью, частотой и скважностью, проводить обработку и анализ релаксационных кривых, определять время релаксации фотопроводимости, получать люкс-амперную, спектральную и частотную характеристики фотопроводимости. Компьютерная программа может выступать в качестве демонстрационного средства при чтении лекций, в качестве виртуальной лабораторной работы при проведении лабораторных занятий, а также в качестве обучающего средства при самостоятельном изучении студентом соответствующих дисциплин.

ДЕМО (rar 400 Kb)  

АВТОРЫ: Гармашов С.И.  Гершанов В.Ю. 

PHOTOCONDUCTIVITY IN SEMICONDUCTORS

The computer program is intended for simulation of photoconductivity in semiconductors. The developed model takes into account the diffusion of non-equilibrium charge carriers, their volume and surface recombination. Simulation is based on numerical solving the continuity equation in the one-dimensional case. Thanks to this the program fully simulates the natural laboratory experiment. The program allows to observe the photoconductivity relaxation caused by light pulses of controllable duration, frequency and duty factor, to process relaxation curves, to determine the relaxation time of photoconductivity, to calculate luminous-current, spectral and frequency characteristics. The program is developed in the programming environment Borland C++Builder 2006. The program can be used as a presentation for lectures, as a virtual laboratory bench for practical training, and also as a courseware for self-education.

AUTHORS: Garmashov S.I.  Gershanov V.Yu.     


P-N-ПЕРЕХОД В РАВНОВЕСНОМ И НЕРАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИЯХ

Компьютерная программа позволяет:
- на основе численного решения фундаментальной системы уравнений полупроводника (уравнение Пуассона, уравнения непрерывности для электронов и дырок) моделировать работу p-n-перехода
- рассчитать и графически отобразить распределение концентраций носителей заряда в моделируемой области, распределение токов электронов и дырок, зонную диаграмму и распределение квазиуровней Ферми, вольтамперную характеристику

АВТОРЫ: Гармашов С.И.  Гершанов В.Ю. 


БАРЬЕРНАЯ ЕМКОСТЬ ПЛАВНОГО И РЕЗКОГО P-N-ПЕРЕХОДОВ

Компьютерная программа позволяет:
- рассчитать емкость обратносмещенного p-n-перехода для произвольного распределения примесей

- вводить экспериментально измеренные данные о емкости диода и сопоставлять с расчетными результатами

АВТОРЫ: Гершанов В.Ю.  Гармашов С.И.     


ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В P-N-ПЕРЕХОДЕ

Компьютерная программа позволяет:
- моделировать переходные процессы в базе диода или биполярного транзистора
- рассчитать и графически отобразить изменение во времени распределение концентраций инжектированных в базу носителей заряда, временные зависимости тока и падений напряжений на базе и p-n-переходе при подаче на структуру одного или серии импульсов тока
- оценить по полученным графикам время жизни носителей заряда и сравнить с заданным

АВТОРЫ: Гармашов С.И.  Гершанов В.Ю.     


ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР С УПРАВЛЯЮЩИМ P-N-ПЕРЕХОДОМ

Компьютерная программа позволяет:
- рассчитать и построить выходную характеристику полевого транзистора с p-n-переходом в зависимости от заданной геометрии транзистора и электрофизических параметров полупроводникового кристалла
- наблюдать за характером изменения конфигурации канала транзистора
- вводить и отображать графически измеренные характеристики транзистора, сравнивать их с рачетными

АВТОРЫ: Гармашов С.И.  Гершанов В.Ю.     


ТЕРМОРЕЗИСТОР

Компьютерная программа "Терморезистор" предназначена для моделирования терморезистора, расчета его вольтамперной характеристики (ВАХ) и сопоставления ее с ВАХ реального терморезистора. Моделирование основано на численном решении нелинейного дифференциального уравнения, описывающего нестационарный теплообмен между терморезистором и окружающей средой. Благодаря этому компьютерная программа полностью имитирует проведение измерений ВАХ терморезистора в натурной лабораторной работе. Для сравнения результатов моделирования с измеренными ВАХ реального терморезистора в программе предусмотрена возможность ввода и обработки данных о температурной зависимости сопротивления реального терморезистора, полученных в ходе выполнения натурной лабораторной работы. Компьютерная программа может выступать в качестве интерактивной презентации при чтении лекций, виртуальной лабораторной работы при проведении лабораторных занятий, а также в качестве обучающего средства при самоподготовке студентов.

ДЕМО (rar 300 Kb)  

АВТОРЫ: Гармашов С.И.  Гершанов В.Ю.     

THERMORESISTOR

The computer program "Thermoresistor" is intended for simulating a thermoresistor, calculating its voltage-current characteristic (VCC) and comparing this VCC with VCC of a natural thermoresistor. Simulation is based on numerical solving a nonlinear differential equation describing unsteady heat exchange between the termoresistor and its environment. Thanks to this the program fully simulates the natural laboratory experiment. For comparing results of simulation with measurement data, the program allows to input and to process data on the temperature dependence of the real thermoresistor resistance. The help-module includes the user's guide and the task list. The program is developed in the programming environment Borland Delphi 2006. The program can be used as a presentation for lectures, as a virtual laboratory bench for practical training, and also as a courseware for self-education.

AUTHORS: Garmashov S.I.  Gershanov V.Yu.     


Раздел 2. ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ


ИОННАЯ ИМПЛАНТАЦИЯ. ДИФФУЗИЯ. ЭПИТАКСИЯ. ОКИСЛЕНИЕ

Компьютерная программа позволяет:
- рассчитывать профили распределения примесей при ионной имплантации
- моделировать процесс диффузии примеси с учетом кластеризации примесных атомов, процесс эпитаксии из слоя жидкой фазы, процесс окисления поверхности полупроводниковой подложки

АВТОРЫ: Гармашов С.И.  Гершанов В.Ю.