Éditeur de composants parasites

1. Aperçu général

Dans la réalité, les dispositifs ne se comportent que rarement comme des diodes idéales. La résistance série due aux électrodes et au câblage, les fuites à travers les chemins d’isolation imparfaits et l’« épaisseur » supplémentaire du diélectrique due à l’encapsulation ou aux couches tampons modifient tous la réponse mesurée. L’éditeur des composants parasites vous permet de prendre en compte ces effets lors de la simulation de dispositifs à deux bornes (par exemple, les OLED/LED, les cellules solaires, les photodiodes). Les paramètres sont automatiquement inclus lors de la génération des courbes J-V et des graphiques associés.

2. Paramètres

L’éditeur affiche trois valeurs :

Résistance de dérivation (Ω·m²) : représente le trajet de fuite normalisé en fonction de la surface à travers le dispositif. L’utilisation d’unités en Ω·m² permet de maintenir la courbe courant-tension en l’absence de lumière constante, quelle que soit la surface du dispositif : si la surface simulée change, le courant de dérivation absolu s’ajuste correctement, de sorte que la densité de courant reste inchangée.
Résistance série (Ω) : résistance globale en série avec le dispositif (par exemple, résistance d’une feuille d’ITO, câblage, contacts). Exprimée en ohms, car il est plus facile de la concevoir comme un élément de résistance totale en série.
Autres couches (m) : épaisseur supplémentaire efficace, \(\Delta t\), qui permet de modifier la capacité géométrique afin de tenir compte de l’espace diélectrique supplémentaire (encapsulation, entretoises, etc.).

OghmaNano main window with the Electrical ribbon showing the Parasitic components editor entry point. — Fenêtre principale de simulation d’OghmaNano : ouvrez l’éditeur des composants parasites à partir du ruban « Électrique ». (Cela correspond à la première capture d’écran que vous avez fournie.)

Parasitic components editor with fields for Shunt resistance (Ω·m²), Series resistance (Ω), and Other layers (m). — Éditeur des composants parasites : configurez la résistance de dérivation (Ω·m²), la résistance en série (Ω) et les autres couches (m). (Cela correspond à la deuxième capture d’écran que vous avez fournie.)

Equivalent circuit: diode and geometric capacitance in parallel with a shunt resistor, all followed by a series resistor. — Circuit équivalent pour les éléments parasites : diode et capacité géométrique en parallèle avec une résistance de dérivation, et une résistance en série aux bornes.

3. Comment ils sont appliqués.

Pour les dispositifs à deux bornes (OLED/LED, cellules solaires, photodiodes et dispositifs similaires), ces paramètres sont automatiquement inclus dans les caractéristiques simulées courant-tension (JV) et dans les réponses aux petits signaux. Pour les dispositifs comportant plus de deux bornes (par exemple, les transistors à effet de champ organiques et autres structures complexes à plusieurs bornes), il n’est pas évident de déterminer à quelles bornes appliquer une seule paire d’éléments en série/en parallèle ; par conséquent, ces paramètres parasites ne sont pas appliqués automatiquement. Dans ces cas, ajoutez des éléments parasites équivalents lors du post-traitement, en fonction de la configuration de mesure choisie.

Capacité géométrique avec des « autres couches ». En pratique, la capacité géométrique d’un dispositif, mesurée expérimentalement, ne correspond pas toujours à la valeur prédite par la formule simple de la plaque diélectrique. Cette divergence peut être due à plusieurs facteurs : fuite des lignes de champ aux bords, électrodes légèrement plus grandes ou plus petites que prévu, imprécisions dans l’épaisseur réelle du dispositif, ou incertitude quant à la manière de traiter plusieurs couches semi-conductrices (en particulier lorsque certaines d’entre elles peuvent emmagasiner des charges).

Afin de permettre à l’utilisateur de tenir compte de ces effets, OghmaNano introduit un paramètre supplémentaire, intitulé « Autres couches », qui sert de correction efficace de l’épaisseur \(\Delta t\). Par défaut, ce paramètre est réglé sur zéro. Par conséquent, à moins que l’utilisateur ne le modifie explicitement, la capacité est calculée à partir de la géométrie nominale du dispositif.

\[ C_{\mathrm{geo}} \;=\; \frac{\varepsilon A}{d + \Delta t}, \]

où \(d\) représente l’épaisseur nominale du dispositif, \(A\) représente la surface du dispositif et \(\varepsilon = \varepsilon_0 \varepsilon_r\) représente la permittivité. En ajustant \(\Delta t\), l’utilisateur peut rapprocher la capacité géométrique simulée de la valeur observée expérimentalement, ce qui permet de compenser les incertitudes liées à la géométrie du dispositif, à la définition des contacts ou à la distribution du champ. Cette correction est particulièrement pertinente dans les simulations transitoires (par exemple, la dynamique de charge/décharge) et les calculs dans le domaine fréquentiel (par exemple, la spectroscopie d’impédance), où la valeur précise de la capacité influence fortement la réponse simulée.