الترانزستورات هي أجهزة بسيطة ذات سلوك صعب، فمن أجل ضمان التشغيل الصحيح للدوائر التي تستعمل الترانزستورات، من الضروري أن تصنع بشكل علمي الظواهر الفيزيائية أثناء عملها باستعمال نماذج الترانزستور.
نموذج الترانزستور
- توجد مجموعة كبيرة ومختلفة من النماذج العديدة التي تختلف في التعقيد والغرض، وتنقسم نماذج الترانزستور إلى مجموعتين أساسيتين، هي نماذج لتصميم الأجهزة ونماذج لتصميم الدوائر.
- يوجد للترانزستور الحديث شكل بناء داخلي يستغل الآليات الفيزيائية المعقدة، حيث يحتاج تكوين الجهاز فهماً دقيقا لكيفية تأثير طرق تصنيع الجهاز مثل غرس الأيونات سلوك الجهاز.
- نماذج العمليات تحاكي خطوات التصنيع وتوفر وصفًا مجهريًا لـهندسة الجهاز لمحاكاة الجهاز، إذ لا تعني الصفات الهندسية التي تم تعيينها بسهولة مثل هيكل بوابة مستوٍ أو ملتف حوله، أو أشكال مرتفعة أو مجوفة من المصدر والتصريف.
- باستعمال هذه المعلومات التي تخص شكل الجهاز، حيث يقوم محاكي الجهاز بتصنيع العمليات الفيزيائية التي تحدث في داخل الجهاز لمعرفة أسلوبه الكهربائي في مجموعة متنوعة من الظروف، مثل سلوك التيار المستمر والجهد والسلوك العابر والاعتماد على تخطيط الجهاز.
- تخبر هذه المحاكاة مصمم الجهاز عما إذا كانت عملية الجهاز تخرج أجهزة تعمل كهربائيا، والذي يستخدمه صانع الدائرة، وتستعمل لإبلاغ مؤسس العملية بأي تحسينات ضرورية للعملية بمجرد اقتراب العملية من التصنيع.
- على الرغم من أن سلوك الجهاز أسس بهذه الطريقة كان سهل جدًا منذ فترة طويلة بشكل رئيسي الانجراف، بالإضافة إلى الانتشار في أشكال هندسية بسيطة.
- واليوم يجب وضع العديد من العمليات على المستوى المجهري، على سبيل المثال، تيارات التسرب في التقاطعات والأكاسيد والنقل المعقد للحوامل بما في ذلك تشبع السرعة والنقل الباليستي والتأثيرات الميكانيكية الكمومية واستعمال مواد معينة (على سبيل المثال، أجهزة Si-SiGe، وأكوام من عوازل كهربائية مختلفة).
- وحتى ما تتركه العملية الإحصائية التي تحدث بسبب الطبيعة الاحتمالية لوضع الأيونات ووضع الحامل داخل الجهاز يجب عمل التغييرات التكنولوجية والمحاكاة أكثر من مرة في السنة، وقد تحتاج النماذج التغيير لتعطي تأثيرات فيزيائية أخرى، أو لتوفير دقة أكبر.
