УДК 621.382 АБРАМОВ И.И., КОРОЛЁВ А.В. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ ПАРАМЕТРОВ НЕЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РТД Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Беларусь, 220027, Минск, П.Бровки, 6, e-mail: device@micro.rei.minsk.by Важнейшим условием применимости модели полупроводникового прибора, элемента ИС на практике является наличие методики идентификации ее параметров [1]. Особой сложностью характеризуется идентификация параметров моделей приборных структур, имеющих область отрицательного дифференциального сопротивления (ОДС), т.е. вольт-амперную характеристику (ВАХ) с неоднозначностью в некоторой области. К таким приборным структурам, в частности, относятся резонансно-туннельные структуры наноэлектроники. В данной работе предлагается методика идентификации параметров нелинейной электрической модели (ЭМ) [2-4] резонансно-туннельного диода (РТД). Учитывая большое количество параметров ЭМ (десять – двенадцать), методика состоит из трех основных этапов, а именно: 1. Определение области аппроксимации ВАХ; 2. Идентификация основных параметров ЭМ РТД; 3. Коррекция ЭМ в подобласти гистерезиса ОДС. Рассмотрим методику более подробно на каждом из трех этапов. На первом этапе определяется область аппроксимации ВАХ и ее основные специфические моменты. Сначала выделяется область аппроксимации ВАХ РТД в целом. Типичные примеры показаны на рис. 1 и 2 в случае использования результатов численного моделирования и экспериментальных данных соответственно. При наличии специфической для РТД подобласти гистерезиса в ОДС задаются параметры V1 и V2 (рис. 2). На втором этапе идентифицируются основные параметры нелинейной ЭМ РТД [2-4], а именно: I P , VP , a0 ÷ a7 , где I P , VP – значения тока и напряжения в максимуме аппроксимируемой ВАХ (рис. 1); a0 ÷ a7 – коэффициенты. Далее ВАХ РТД разбивается на три области (рис. 1). В качестве исходных значений коэффициентов a0 ÷ a7 берутся значения из библиотеки параметров комплекса программ «EC-RTS-NANODEV» [5]. Затем с использованием оптимизационных процедур уточняются коэффициенты: 1. a0 ÷ a2 в области «I»; 2. a3 ÷ a6 в области «II»; 3. a7 в области «III». При выборе уточняемых коэффициентов в каждой из областей ВАХ РТД был учтен физический смысл коэффициентов нелинейной ЭМ РТД. Третий этап проводится лишь в случае наличия области гистерезиса на ВАХ РТД (рис. 2). В этом случае корректировка коэффициентов a4 ÷ a6 с использованием оптимизационной процедуры осуществляется в четвертой подобласти в диапазоне напряжений V1 ÷ V2 . В данном случае V1 и V2 должны рассматриваться в качестве параметров модели. Таким образом, ряд параметров нелинейной ЭМ РТД зависит от режима работы прибора. Рис.1. ВАХ РТД Рис.2. Экспериментальные данные с областью гистерезиса Методика реализуется в интерактивном режиме работы с ПЭВМ. Результатом ее применения является параметрический файл структуры, показанной на рис. 3, для каждого из анализируемых РТД. В файле выделяются четыре основных поля (рис. 3): «I» содержит информацию о наличии подобласти гистерезиса IV на области II; «II» включает информацию о координатах точки максимума; «III» содержит 9 уровней: первый – метку о начале считывания восьми основных коэффициентов; второй÷девятый – непосредственно коэффициенты a0 ÷ a7 ; «IV» содержит информацию об участке гистерезиса и делится на 5 уровней: первый – метку о начале считывания трех корректируемых коэффициентов; второй÷четвертый – непосредственно коэффициенты a4 ÷ a6 ; пятый – диапазон напряжений, на котором вводятся данные изменения, т.е. V1 ÷ V2 . Поле «IV» может отсутствовать. Рис.3. Структура параметрического файла В докладе приводятся результаты, иллюстрирующие высокую эффективность использования методики идентификации параметров нелинейной электрической модели РТД в случае применения комплекса программ «EC-RTS-NANODEV». И.И. Абрамов, Курс лекций «Моделирование элементов интегральных схем»: Учеб. пособие, Мн.: БГУ, 1999, 92 с. И.И. Абрамов, И.А. Гончаренко, А.Л. Данилюк, А.В. Королев, Материалы 9ой Международной Крымской Микроволновой Конференции, КрыМиКо’99, с. 296299. И.И. Абрамов, А.Л. Данилюк, А.В. Королев, Е.А. Патент, Материалы 8-ой Международной Крымской Микроволновой Конференции, т.2, КрыМиКо’98, с. 599601. И.И. Абрамов, А.Л. Данилюк, А.В. Королев, Известия Белорусской инженерной академии, 1998, № 2(6)/2, с. 43-46. А.В. Королёв, И.И. Абрамов, Комплекс программ моделирования резонанснотуннельных структур с использованием электрических моделей, см. здесь же.