表面PIN二极管的电磁辐射特性分析

以表面PIN二极管(SPIN)为研究对象,根据半导体内非平衡载流子双极性扩散方程,推导了外加电场条件下,稳态时本征区载流子浓度一维连续性方程,数值求解了大电流注入条件下本征区固态等离子体电导率.基于固态等离子体电导率在ADS软件中构建可重构贴片单极天线结构,仿真验证了大电流注入条件下,SPIN具有一定的类金属电磁辐射特性.实验结果表明可以用SPIN替代金属作为基本辐射单元构建可重构天线阵列.     

非均匀能带结构简并半导体的电流方程

从基本的玻尔兹曼输运方程出发，推导了非均匀能带结构简并半导体中电子和空穴电流方程的一般形式，着重处理了方程中的载流子温度梯度项，给出了一种新的便于半导体器件数值分析的包含影响材料能带结构各主要因素的电流广义漂移扩散模型及相关系列公式。应用该模型对Ｓｉ／ＳｉＧｅ异质结双极晶体管的热电子效应进行了数值模拟和讨论。     

量子阱LD有源区量子阱数目的优化设计

采用直观的载流子、光子库模型,导出半导体激光器速率方程,得到输入电流、输出光功率的关系以及激光器腔体参数与注入电流的关系,从而给出在设计激光器时遇到的相关限制的方程,以及LD电流与某种形式的电流增益转换因子的关系,根据增益曲线上的最佳工作点来优化有源区量子阱数目．给出了共面量子阱LD在固定有源长度、固定无源区长度的共面量子阱激光器的量子阱数目优化方案．     

混合掺杂半导体载流子浓度的数值计算

针对混合掺杂情况下的半导体材料,运用费米分布函数对其载流子浓度进行计算,推导出了一般情况下的电中性方程,对所推导出的电中性方程进行计算机数值求解,得到了对应不同材料、不同掺杂浓度、不同温度时的载流子浓度。对于计算中可能出现的溢出问题进行了妥善处理,并采用预划分积分区间的办法,加快了费米积分的计算速度。文中所提出的计算方法对于简并半导体和非简并半导体均适用。     

用于计算机辅助设计的晶闸管模型

本文讨论了用于功率电子电路的晶闸管模型的建立方法。给出了一个适用于计算机辅助设计的非线性集中参数的晶闸管等效电路模型。 模型的建立是基于对器件内部载流子运动的物理过程进行模拟,分析了器件的少数载流子注入;空间电荷区内部载流子的产生与复合;雪崩倍增效应;基区宽度调制效应及电荷存贮效应。将反映这些物理过程的数学公式用非线性电路元件表示,组成了由非线性电阻、电容及受控电流源所构成的晶闸管模型。 利用这个模型可以分析晶闸管开关过程的动态非线性特性。     

用薄型金-硅面垒探测器测定硅的表面复合速度

§1.引言表面复合速度是研究半导体非平衡载流子性质的一个重要参量.借助于表面复合速度的测量可以对半导体表面的基本性质有所了解.而且表面复合速度还直接影响半导体内非平衡载流子的复合,从而影响少数载流子的有效寿命.而半导体两极管的反向饱和电流,击穿电压,三极管的电流放大系数以及噪声水平亦都与表面复合速度有关.测出经各种表面处理后的表面复合速度,并找出减小表面复合速度的途径,对改善器件的性能是很重要的工作.     

单层有机发光二极管中电场与载流子密度的分布

建立了单层 (有机发光二极管 )中载流子注入、输运和复合的理论模型 ,通过求解非线性Painleve方程得到了电场强度随坐标变化的解析函数关系式 ,计算并讨论了载流子迁移率对电场强度、载流子密度等的影响。结果表明 :空间电荷分布不均匀造成了电场强度的不均匀分布。当在器件中占主导地位的载流子具有较低的迁移率或少数载流子具有较高的迁移率时 ,有利于载流子的输运与复合 ,发光性能可得到较大提高。     

围栅金属氧化物半导体场效应管电流模型

针对深亚微米级围栅金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)处于堆积或反型时自由载流子对表面势影响显著的问题,提出了一种全耗尽圆柱形围栅MOSFET表面势和电流解析模型.考虑耗尽电荷和自由载流子的影响,采用逐次沟道近似法求解电势泊松方程,得到围栅MOSFET从堆积到耗尽,再到强反型的表面势模型,最后通过源漏两端的表面势得到了围栅器件从线性区到饱和区的连续电流模型,并利用器件数值仿真软件Sentaurus对表面势和电流模型进行了验证.研究结果表明,表面势在堆积区和强反型区分别趋于饱和,在耗尽区和弱反型区随栅压的增加而增加,同时漏压的增加将使得沟道夹断,此时表面势保持不变.增加掺杂浓度导致平带所需的负偏压变大,表面势增加.与现有的阈值电压模型相比,该模型的精确度提高了16%以上.     

基于SOA的全光码型变换的理论研究

采用半导体光放大器(SOA)的分段模型，根据SOA有源区内载流子的速率方程、光功率的传输方程及半导体光放大器延迟干涉(SOA-DI)装置的传输方程，对SOA-DI装置实现全光码型变换进行了数值模拟．当输入为10Gbit／s归零(RZ)信号脉冲时，通过调整SOA-DI装置两臂的延迟和位相，在SOA-DI装置的输出端得到了10Gbit／s的非归零(NRZ)信号和NRZ信号的反码．通过数值模拟，发现必须合理选取SOA的注入电流，从而消除幅度调制效应和码型效应的影响．为了保证在转换过程中不丢失信息，在RZ信号中应当加入适当的冗余码。     

渐变方式对量子阱激光器电流注入效率的影响

通过在量子阱激光器中的分别限制结构层引入4种不同的渐变方式,即线性渐变、抛物线渐变、扩散渐变以及高斯渐变,利用电流连续方程、泊松方程以及边界条件进行数值计算,得到了在不同渐变方式下器件的电流注入效率与注入载流子密度、有源层厚度及渐变长度的关系.     

圆薄板中心受迫非线性振动

本文通过引入载荷函数,用变分法推导出圆薄板中心受迫振动的大振幅变分方程,继之给出非线性振动方程。由于考虑了时间作用,采用摄动变分法求解,给出了稳态解;在一次近似中,得到了一个有效的求解板的基频近似值的方法。     

扁球壳的非线性固有频率

本文用最小作用量原理推导出扁球壳大振幅时的变分方程,继之将协调方程化为两个方程,选取扁球壳中心最大振幅为摄动参数,采用摄动变分法,将非线性方程线性化,对周边固定的扁球壳进行了求解,一次近似得到了扁球壳线性固有频率,二次近似和三次近似得到了扁球壳的非线性固有频率。从本文特征关系式容易给出圆薄板的线性和非线性固有频率,给研究这方面的动力工程问题提供了有价值的参考。     

阶跃光纤中混合模式特征方程的一阶弱导近似

光纤的波导效应源于折射率差 ,故光纤问题的一阶弱导近似 (保留折射率差的一次项的近似 )实为最低阶弱导近似 ,因此目前普遍采用的Gloge近似法在物理上不合理 .本文在保留折射率差一次项的条件下 ,实现了弱导阶跃光纤导波混合模式特征方程的分解 ,从而得到了混合模式的一阶弱导近似方程 ;给出了截止频率的一阶弱导近似公式 ,并以截止频率和时延差为例 ,比较了一阶近似与Gloge近似的计算精度 .     

Riesz空间分布阶的分数阶扩散方程的数值模拟

提出一种求解Riesz空间分布阶的分数阶扩散方程的数值方法.利用辛普森数值求积公式,将分布阶微分方程离散为一个多项分数阶导数的微分方程;利用四阶差分格式求解此具有多项分数阶导数的微分方程,并运用能量法分析数值格式的稳定性和收敛性.同时,给出数值例子,说明所建立的数值离散格式的有效性.     

梁索耦合结构的非线性振动

在一组能描述梁索耦合结构中主缆曲率和吊索变形对系统影响的偏微分方程组基础上,通过Galerkin方法得到了系统在时域上一次截断的非线性常微分方程组.用多尺度法分析了所得的非线性常微分方程组.得到了主共振和1:2内共振情况下以作用在梁上荷载的幅值为参数的振幅响应曲线和一次近似解析解.结果显示,一次近似解析解有良好的精度....     

粘弹性拟线性波动方程的全离散有限元方法及数值分析

讨论了粘弹性拟线性波动方程全离散有限元方法 ,利用不动点定理构造性地证明了逼近格式解的存在性和唯一性 ,给出了稳定性分析和误差分析 ,得到了最优H1模和L2 模误差估计     

分数阶常微分方程初值问题的高阶近似

对于整数阶常微分方程的数值解法,如欧拉法、线性多步法等都已有较完善的理论.而对于分数阶微分方程数值方法和误差估计的理论研究相对较少.在这篇文章中,我们考虑最简单的分数阶常微分方程,引进了分数阶的线性多步法,导出了分数阶常微分方程初值问题的高阶近似,证明了其方法的相容性和收敛性,并且给出了稳定性分析.最后给出了一些数值例子,证实了这个分数阶线性多步法是解分数阶常微分方程的一个有效方法.     

ADIABATIC APPROXIMATION IN A MULTIMODE LASER THEORY

The adiabatic approximation developed for stochastic differential equations is generalized, to a rnultimode laser theory. A general formula of the multimade laser equation is derived. The single-mode and two-mode laser equations investigated in most theoretical analyses and experimental measurements are the first order approximation of the theory.     

求解扩散方程的二级四阶隐式Runge-Kutta方法

对空间变量应用中心差分格式和紧致差分格式离散,时间变量采用二级四阶Runge-Kutta方法,构造求解扩散方程的精度为O(τ4+h2)和O(τ4+h4)的两种绝对稳定的隐式差分格式,讨论稳定性,并将数值试验结果与CrankNicholson格式进行比较,数值结果表明该方法是求解扩散方程的有效数值计算方法之一.     

Mackey-Glass混沌时滞微分方程的同伦分析解法

研究了Mackey-Glass时滞微分方程。利用同伦分析方法,得到了该模型解的近似展开式,通过与数值解比较,得到的一级近似解具有较高的精度。