تُنشئ نمذجة جهاز أشباه الموصلات نماذج لسلوك الأجهزة الكهربائية بناءً على الفيزياء الأساسية، مثل ملفات تعريف المنشطات للأجهزة.
خصئص جهاز نمذجة أشباه الموصلات
- قد يشمل نمذجة جهاز أشباه الموصلات إنشاء نماذج مضغوطة، مثل نماذج الترانزستور SPICE المعروفة، والتي تحاول التقاط السلوك الكهربائي لمثل هذه الأجهزة ولكنها لا تستمدها عمومًا من الفيزياء الأساسية، ويبدأ عادةً من إخراج محاكاة عملية أشباه الموصلات.
- يوضح هذا الشكل مرحلتين من العاكس ومخطط الجهد والوقت الناتج عن المدخلات والمخرجات للدائرة، فمن وجهة نظر الأنظمة الرقمية، المعلمات الرئيسية ذات الأهمية هي، تأخيرات التوقيت، تبديل القدرة، تيار التسرب والاقتران المتقاطع مع الكتل الأخرى، حيث أن مستويات الجهد وسرعة الانتقال هي أيضا مصدر قلق.
- يوضح الشكل أيضًا بشكل تخطيطي أهمية (I on مقابل I off)، والذي يرتبط بدوره بتيار المحرك والتنقل للجهاز “on” والعديد من مسارات التسرب للأجهزة off، ولا يظهر صراحةً في الشكل السعات الذاتية والطفيلية، التي تؤثر على الأداء الديناميكي.
- ينعكس مقياس الطاقة الذي يعد الآن قوة دافعة رئيسية في الصناعة في المعادلة المبسطة الموضحة في الشكل، حيث أن المعلمات الحرجة هي السعة وإمدادات الطاقة وتردد التوقيت، وتشمل المعلمات الرئيسية التي تربط سلوك الجهاز بأداء النظام جهد العتبة وخصائص تيار القيادة وخصائص العتبة الفرعية.
- إن التقاء مشكلات أداء النظام مع التكنولوجيا الأساسية ومتغيرات تصميم الجهاز هو الذي ينتج عنه قوانين التحجيم المستمرة التي نصنفها الآن كقانون مور.
- يهيمن (MOS) ونمذجة الترانزستور ثنائي القطب على فيزياء ونمذجة الأجهزة في الدوائر المتكاملة، ومع ذلك فإن الأجهزة الأخرى مهمة، مثل أجهزة الذاكرة، التي لها متطلبات نمذجة مختلفة نوعًا ما.
- هناك بالطبع أيضًا قضايا هندسة الموثوقية، على سبيل المثال، دوائر وأجهزة حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، حيث تكون الأجهزة السفلية والطفيلية ذات أهمية محورية.
- ولا يتم أخذ هذه التأثيرات والنمذجة في الاعتبار من قبل معظم برامج نمذجة الأجهزة، وتتم إحالة القارئ المهتم إلى العديد من الدراسات الممتازة في مجال البيئة والتنمية المستدامة ونمذجة الإدخال أو الإخراج.
