JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. Multifysik nu med halvledare

I multifysikprogrammet Femlabs senaste version ingår för första gången en halvledarmodell. Därmed blir det möjligt att samsimulera system där halvledare ingår med avseende på till exempel värme, mekanisk töjning och elektricitet.


Femlab är ett svenskutvecklat program för samtidig simulering av olika fysikaliska förändringar, som elektricitet, mekanik, flöde och värme. Simuleringarna ligger närmare verkligheten än i många andra program som bygger på mer eller mindre förenklade modeller.

Femlab utgår från fysikaliska lagar och gör sedan beräkningarna med hjälp av finita elementmetoden och system av partiella differentialekvationer.

Stödet för halvledarteknik har dock hittills lämnat en del övrigt att önska. Till den senaste versionen, Femlab 1.1, har man dock för första gången utvecklat en halvledarmodell i samarbete med elektronikinstitutionen på KTH.

Modellen bygger på Maxwells ekvationer och Boltzmanns transportteorem. Modellen kan användas för att lösa tre variabler oberoende av varandra: den elektrostatiska potentialen samt koncentrationen av hål och elektroner. Vissa förenklingar har gjorts - modellen tar exempelvis inte hänsyn till magnetfält eller densitetsförändringar. Däremot finns inga begränsningar vad gäller diodens geometri eller dopning, dessa parametrar kan väljas av användaren.



Värme och töjning kan adderas


Beräkningarna utgår från ett läge med spänningen 0 V. Därifrån löses ekvationerna successivt i takt med att spänningen ökar över tiden. Som utdata kan man exempelvis få en tredimensionell rörlig graf som visar hur hålkoncentrationen eller elektronkoncentrationen ändras med spänningen, eller ett IV-diagram som visar hur ström och spänning förhåller sig till varandra.

En av poängerna med Femlab är att modellen kan sättas in i ett större sammanhang, där man exempelvis lägger på värme eller mekanisk töjning. Mer avancerade halvledarmodeller är under utveckling.

Femlab är utvecklat av det svenska företaget Comsol. Det är en påbyggnad till matematikprogrammet Matlab från amerikanska Mathworks som Comsol också säljer. Förutom halvledarmodellen har man i version 1.1 förbättrat användargränssnittet, ökat grafikmöjligheterna och förbättrat den automatiska genereringen av Matlabkod.

Adam Edström

www.femlab.com

Prenumerera på Elektroniktidningens nyhetsbrev eller på vårt magasin.


MER LÄSNING:
 
KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Rainer Raitasuo

Rainer
Raitasuo

+46(0)734-171099 rainer@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)