Επεξεργαστής παρασιτικών στοιχείων

1. Επισκόπηση

Στην πράξη, οι πραγματικές συσκευές σπάνια συμπεριφέρονται όπως οι ιδανικές δίοδοι. Η αντίσταση σειράς από τα ηλεκτρόδια και την καλωδίωση, η διαρροή μέσω ατελών μονωτικών διαδρομών και το «επιπλέον» πάχος του διηλεκτρικού υλικού από την ενθυλάκωση ή τις στρώσεις απομόνωσης, τροποποιούν την μετρούμενη απόκριση. Ο επεξεργαστής παρασιτικών στοιχείων σάς επιτρέπει να λάβετε υπόψη αυτές τις επιδράσεις κατά την προσομοίωση συσκευών με δύο ακροδέκτες (π.χ. OLED/LED, ηλιακά κύτταρα, φωτοδίοδοι). Οι παράμετροι περιλαμβάνονται αυτόματα κατά τη δημιουργία καμπυλών JV και σχετικών γραφημάτων.

2. Παράμετροι

Ο επεξεργαστής εμφανίζει τρεις παραμέτρους:

• Αντίσταση παράκαμψης (Ω·m²) — μια κανονικοποιημένη ως προς την επιφάνεια διαδρομή διαρροής σε όλη τη συσκευή. Η χρήση μονάδων Ω·m² διατηρεί την καμπύλη ρεύματος-τάσης στο σκοτάδι αναλλοίωτη σε σχέση με την επιφάνεια της συσκευής: εάν αλλάξει η προσομοιωμένη επιφάνεια, το απόλυτο ρεύμα παράκαμψης κλιμακώνεται σωστά, έτσι ώστε η πυκνότητα ρεύματος να παραμένει αμετάβλητη.
• Σειριακή αντίσταση (Ω) — μια συνολική αντίσταση σε σειρά με τη συσκευή (π.χ., αντίσταση φύλλου ITO, καλωδίωση, επαφές). Καθορίζεται σε ohms επειδή είναι πιο εύκολο να την αντιληφθούμε ως ένα συνολικό στοιχείο σε σειρά.
• Άλλα στρώματα (m) — μια αποτελεσματική πρόσθετη πάχυνση, \(\Delta t\), η οποία ρυθμίζει τη γεωμετρική χωρητικότητα για να λάβει υπόψη την πρόσθετη διηλεκτρική απόσταση (εγκλεισμός, διαχωριστικά, κ.λπ.).

3. Πώς εφαρμόζονται.

Για τις συσκευές με δύο ακροδέκτες (OLED/LED, ηλιακά κύτταρα, φωτοδίοδοι και παρόμοιες), αυτές οι παράμετροι περιλαμβάνονται αυτόματα στα προσομοιωμένα χαρακτηριστικά JV και στις αποκρίσεις μικρού σήματος. Για τις συσκευές με περισσότερους από δύο ακροδέκτες (π.χ. OFET και άλλες δομές που μοιάζουν με τρανζίστορ ή πολύπλοκες πολυ-ακροδεκτικές δομές), δεν είναι σαφές σε ποιους ακροδέκτες πρέπει να εφαρμοστεί ένα μόνο ζεύγος στοιχείων σε σειρά/παράλληλη σύνδεση· επομένως, αυτές οι παρασιτικές παράμετροι δεν εφαρμόζονται αυτόματα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, προσθέστε ισοδύναμες παρασιτικές τιμές κατά τη μετα-επεξεργασία, σύμφωνα με τη διαμορφωμένη ρύθμιση μέτρησης που έχετε επιλέξει.

Γεωμετρική χωρητικότητα με «άλλα στρώματα». Στην πράξη, η πειραματικά μετρημένη γεωμετρική χωρητικότητα μιας συσκευής δεν ταιριάζει πάντα με την τιμή που προβλέπεται από τον απλό τύπο της διηλεκτρικής πλάκας. Αυτή η απόκλιση μπορεί να προκύψει για διάφορους λόγους: διαρροή των γραμμών του ηλεκτρικού πεδίου στις άκρες, ηλεκτρόδια που είναι ελαφρώς μεγαλύτερα ή μικρότερα από ό,τι υποτίθεται, ανακρίβειες στο πραγματικό πάχος της συσκευής ή αβεβαιότητα σχετικά με τον τρόπο αντιμετώπισης πολλαπλών ημιαγωγικών στρωμάτων (ιδιαίτερα όταν ορισμένα από αυτά μπορούν να συγκρατήσουν φορτίο).

Για να επιτρέψει στον χρήστη να λάβει υπόψη αυτές τις επιδράσεις, το OghmaNano εισάγει μια επιπλέον παράμετρο, την "Άλλες στρώσεις", η οποία λειτουργεί ως αποτελεσματική διόρθωση πάχους \(\Delta t\). Από προεπιλογή, αυτή η παράμετρος έχει οριστεί σε μηδέν, επομένως, εκτός εάν ο χρήστης την τροποποιήσει ρητά, η χωρητικότητα υπολογίζεται με βάση τη θεωρητική γεωμετρία της συσκευής.

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

όπου \(d\) είναι το ονομαστικό πάχος της συσκευής, \(A\) είναι η επιφάνεια της συσκευής και \(\varepsilon = \varepsilon_0 \varepsilon_r\) είναι η διηλεκτρική σταθερά. Ρυθμίζοντας το \(\Delta t\), ο χρήστης μπορεί να φέρει την προσομοιωμένη γεωμετρική χωρητικότητα πιο κοντά στην πειραματικά παρατηρούμενη τιμή, αντισταθμίζοντας τις αβεβαιότητες στη γεωμετρία της συσκευής, στον ορισμό της επαφής ή στην κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου. Αυτή η διόρθωση είναι κυρίως σχετική στις μεταβατικές προσομοιώσεις (π.χ., δυναμική φόρτισης/εκφόρτισης) και στους υπολογισμούς στον τομέα της συχνότητας (π.χ., φασματοσκοπία σύνθετης αντίστασης), όπου η ακριβής τιμή της χωρητικότητας επηρεάζει σημαντικά την προσομοιωμένη απόκριση.