"""
TFT (Thin-Film Transistor) シミュレーションモジュール
概要:
このモジュールは、薄膜トランジスタ (TFT) の電気的特性シミュレーションと構造可視化を提供します。
TFTのIV特性計算や、2D/3D構造モデルの描画が可能です。
詳細説明:
コマンドライン引数に基づいて、様々なシミュレーションモードを実行します。
例えば、IV特性シミュレーション (`--mode=IV`) では、ゲート電圧 (Vg) とドレイン電圧 (Vd) に対するドレイン電流 (Id) の関係を計算し、結果をグラフとExcelファイルで出力します。
また、TFTの2D断面 (`--mode=model`) や3D構造 (`--mode=model3d`) の概念図を表示することもできます。
matplotlibとtkinterを統合したGUIにより、対話的なグラフ操作もサポートしています。
関連リンク:
:doc:`tft_usage`
"""
import os
import sys
import glob
import numpy as np
try:
import tklib.tkimport as imp
except Exception as e:
print()
print("######################################################################")
print("########### ERROR ERROR ERROR ERROR ERROR ERROR #####################")
print("######################################################################")
print(f"# Failed to import [tklib.tkimport] module ({e}).")
print(f"# Add [tkProg]{os.sep}tklib{os.sep}python to PYTHONPATH variable")
print(f"# Current PYTHONPATH:", sys.path)
print("######################################################################")
input("Press ENTER to terminate>>")
exit()
np = imp.import_lib("numpy", stop_by_error = False)
mpl = imp.import_lib("matplotlib", stop_by_error = False)
tk = imp.import_lib("tkinter", stop_by_error = False)
from numpy import sin, cos, tan, pi, exp, log, sqrt
from matplotlib import pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches
from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg
from matplotlib.figure import Figure
from tkinter import ttk
from tkinter import simpledialog
imp.messages(stop_by_error = True)
from tklib.tkutils import print_data, pint, pfloat, index2val, pconv_by_type
from tklib.tkapplication import tkApplication
from tklib.tkparams import tkParams
from tklib.tkvariousdata import tkVariousData
from tklib.tkgraphic.tkplotevent import tkPlotEvent, RangeSelector
from tklib.tkgraphic.tkplot_pyplot import select_plt, tkPlot_pyplot
from tklib.tkgraphic.tkplot_tkinter import tkPlot_tkinter
from tklib.tkgui.tksimple_gui import get_window_from_plt, CustomDialog_with_config
from tklib.tkwrapper.tktqdm import tqdm
#===================================
# physical constants
#===================================
pi = 3.14159265358979323846
pi2 = 2.0 * pi
h = 6.6260755e-34 # Js";
hbar = 1.05459e-34 # "Js";
c = 2.99792458e8 # m/s";
e = 1.60218e-19 # C";
e0 = 8.854418782e-12; # C<sup>2</sup>N<sup>-1</sup>m<sup>-2</sup>";
kB = 1.380658e-23 # JK<sup>-1</sup>";
me = 9.1093897e-31 # kg";
R = 8.314462618 # J/K/mol
a0 = 5.29177e-11 # m";
[ドキュメント]
def initialize():
"""
アプリケーションと設定を初期化します。
概要:
tkApplicationのインスタンスを生成し、アプリケーションの基本設定、プラグインディレクトリ、
およびコマンドライン引数の定義を行います。TFTシミュレーションに必要な物理パラメータや
シミュレーション範囲を設定します。
詳細説明:
- `tkApplication` を初期化し、プラグインディレクトリを設定します。
- アプリケーション設定ファイル (`app_config.json`) を読み込みます。
- シミュレーションパラメータを保持する `tkParams` オブジェクトを初期化し、`app.cparams` に割り当てます。
- `--mode`, `--use_tkplt`, `--mu`, `--EV`, `--EC`, `--ND`, `--ED`, `--NA`, `--EA`,
`--dg`, `--erg`, `--W`, `--L`, `--Vth`, `--Vg_min`, `--Vg_max`, `--nVg`,
`--Vd_min`, `--Vd_max`, `--nVd` などのコマンドライン引数を定義します。
- プロットのfigsize, fontsize, legend_fontsizeも設定します。
:returns:
tuple: 初期化されたtkApplicationオブジェクトとtkParamsオブジェクトのタプル。
- app (tklib.tkapplication.tkApplication): アプリケーション全体の状態を管理するオブジェクト。
- cfg (tklib.tkparams.tkParams): シミュレーションパラメータを保持するオブジェクト。
"""
app = tkApplication()
app.config.plugin_dir = app.replace_path(None, template = ["{dirname}", "plugin"])
appconfig_path, config = app.read_app_config(print_level = 1)
cfg = tkParams()
app.cparams = cfg
app.add_argument(opt = "--mode", type = "str", opt_str = "--mode=[model|model3d|IV|Vch|plotz|plotx]", defval = "IV")
app.add_argument(opt = "--use_tkplt", type = "int", defval = 0)
app.add_argument(opt = "--mu", type = "float", defval = 10.0e-4) # m^2/Vs
app.add_argument(opt = "--EV", type = "float", defval = 0.0)
app.add_argument(opt = "--EC", type = "float", defval = 3.0)
app.add_argument(opt = "--ND", type = "float", defval = 1.0e15)
app.add_argument(opt = "--ED", type = "float", defval = 2.95)
app.add_argument(opt = "--NA", type = "float", defval = 1.0e10)
app.add_argument(opt = "--EA", type = "float", defval = 0.05)
app.add_argument(opt = "--dg", type = "float", defval = 100.0e-9) #m
app.add_argument(opt = "--erg", type = "float", defval = 11.9)
app.add_argument(opt = "--W", type = "float", defval = 300.0e-6) #m
app.add_argument(opt = "--L", type = "float", defval = 50.0e-6) #m
app.add_argument(opt = "--Vth", type = "float", defval = 0.0)
app.add_argument(opt = "--Vg_min", type = "float", defval = 0.0)
app.add_argument(opt = "--Vg_max", type = "float", defval = 20.0)
app.add_argument(opt = "--nVg", type = "int", defval = 51)
app.add_argument(opt = "--Vd_min", type = "float", defval = 0.0)
app.add_argument(opt = "--Vd_max", type = "float", defval = 20.0)
app.add_argument(opt = "--nVd", type = "int", defval = 51)
#===================================
# figure configuration
#===================================
cfg.figsize = (8, 6)
cfg.fontsize = 12
cfg.legend_fontsize = 6
return app, cfg
[ドキュメント]
def simulate_IV(app, cfg, pause = True):
"""
TFTのIV特性をシミュレーションし、結果をプロットします。
概要:
ゲート電圧 (Vg) とドレイン電圧 (Vd) に対するドレイン電流 (Id) を計算し、
その結果をExcelファイルに保存し、グラフとして表示します。
詳細説明:
- ゲート酸化膜容量 (Cox) を計算します。
- VdとVgの掃引範囲を定義し、各点のドレイン電流を計算します。
- 線形領域と飽和領域のモデルに基づいて電流値を算出します。
- 計算結果は 'TFT_IV.xlsx' というファイル名でExcelに出力されます。
- 転送特性 (Id-Vg) と出力特性 (Id-Vd) の2つのグラフが表示されます。
- グラフには、アノテーション、マウス追跡、移動可能なテキスト、ポップアップメニューなど、
様々な対話型機能が組み込まれています。
- プラグインディレクトリからポップアップメニュー項目を動的に読み込みます。
- `use_tkplt` が有効な場合、Tkinterウィンドウにグラフが表示され、ツールバーボタンも追加されます。
:param app: tkApplicationオブジェクト。
:type app: tklib.tkapplication.tkApplication
:param cfg: シミュレーションパラメータを保持するtkParamsオブジェクト。
:type cfg: tklib.tkparams.tkParams
:param pause: シミュレーション終了時にプログラムの実行を一時停止するかどうかを示すブール値。
デフォルトはTrue。
:type pause: bool
:returns: None
"""
print()
print("#==============================================")
print("# TFT simulator")
print("#==============================================")
cfg.print_parameters()
Cox = cfg.erg * e0 / cfg.dg #(F/m^2)
print("")
print(f"Cox = {Cox:12.6g} [F/m^2]")
eps = 1.0e-6
K = Cox * cfg.mu * cfg.W / cfg.L
Vd_list = np.linspace(cfg.Vd_min, cfg.Vd_max + eps, cfg.nVd)
Vg_list = np.linspace(cfg.Vg_min, cfg.Vg_max + eps, cfg.nVg)
Id_VdVg_list = np.zeros([cfg.nVd, cfg.nVg])
Id_VgVd_list = np.zeros([cfg.nVg, cfg.nVd])
Vp_list = []
Isat_list = []
Vd_max = max(Vd_list)
print("calculate Id-Vg-Vd list:")
for ig, Vg in tqdm(enumerate(Vg_list), total = len(Vg_list)):
# for ig in tqdm(range(len(Vg_list))):
# Vg = Vg_list[ig]
Vp = Vg - cfg.Vth
Isat = K * 0.5 * Vp * Vp
if Vp <= Vd_max:
Vp_list.append(Vp)
Isat_list.append(Isat)
for id, Vd in enumerate(Vd_list):
if Vd >= Vp:
Vd = Vp
I = Isat
else:
I = K * (Vp - 0.5 * Vd) * Vd
Id_VdVg_list[id, ig] = I
Id_VgVd_list[ig, id] = I
outfile = 'TFT_IV.xlsx'
print()
print(f"Save IV characteristics to {outfile}")
labels = ["Vd [V]", "Vg [V]"] + [f"Id@Vg={Vg} [A]" for Vg in Vg_list]
data_list = [Vd_list, Vg_list, *Id_VgVd_list]
tkVariousData().to_excel(outfile, labels = labels, data_list = data_list)
print()
print("Plot")
tkplt, root, tkpyplot = select_plt(use_tkinter = cfg.use_tkplt, plt = plt, parent = None, title = "Matplotlib with Tkinter")
fig, axes = tkplt.subplots(1, 2, figsize = cfg.figsize, dpi = 100, tight_layout = True)
if cfg.use_tkplt:
tkplt.add_toolbar()
canvas = tkplt.add_canvas(fig)
plot_event = tkPlotEvent(plt)
plot_event.prepare_annotation()
plot_event.prepare_move_points()
plot_event.prepare_popup_menu(fig, parent = root)
plot_event.prepare_move_text(fig)
def inf_format(plotevent, sel, iline, idata, label, inf, x = 0, y = 0, opt = None):
if inf is None:
return
args = {}
for key, val in inf.items():
args[key] = val[idata]
text = "Vg={Vg:8.4f} Vd={Vd:8.4f} Id={Id:10.4g}".format(**args)
print(text)
def annotation_format(plotevent, sel, iline, idata, label, inf, x, y, opt = None):
text = f"{label} Vg={x:g} Id={y:g}"
sel.annotation.set(text = text)
# print(text)
def inf_format_Vp(plotevent, sel, iline, idata, label, inf, x = 0, y = 0, opt = None):
if inf is None:
return
args = {}
for key, val in inf.items():
args[key] = val[idata]
text = "Vp={Vp:8.4f} V Isat={Isat:10.4g} A".format(**args)
print(text)
def annotation_format_Vp(plotevent, sel, iline, idata, label, inf, x = 0, y = 0, opt = None):
text = f"Vp={x:g} Isat={y:g}"
sel.annotation.set(text = text)
# print(text)
ax = axes[0]
ax.tick_params(labelsize = cfg.fontsize)
ax.set_title("Transfer characteristics")
frac = 0.9
for id, Vd in enumerate(Vd_list):
label = f"Vd = {Vd:g}"
_Vd_list = [Vd] * cfg.nVd
color = 'blue' if id <= 4 else 'black'
linewidth = 1.0 if id <= 4 else 0.5
line, = ax.plot(Vg_list, Id_VdVg_list[id], label = label, linestyle = '-', color = color, linewidth = linewidth)
plot_event.annotation.add_line(label, ax, ax, Vg_list, Id_VdVg_list[id], line,
inf_list = {"Vg": Vg_list, "Vd": _Vd_list, "Id": Id_VdVg_list[id]},
# annotation_format = "{label} Vg={x:g} Id={y:g}",
# inf_format = "Vg={Vg:8.4f} Vd={Vd:8.4f} Id={Id:10.4g}")
annotation_format = annotation_format, inf_format = inf_format)
if id <= 4:
plot_event.move_text.add_annotation(ax, ax, x_list = Vg_list, y_list = Id_VdVg_list[id], frac = frac,
text = label, fontsize = 10, ha = 'right', va = 'center', color = color, fc = "w", ec = "none")
ax.set_xlabel("Vg [V]", fontsize = cfg.fontsize)
ax.set_ylabel("Id [A]", fontsize = cfg.fontsize)
ax.set_yscale("log")
ax = axes[1]
ax.tick_params(labelsize = cfg.fontsize)
ax.set_title("Output characteristics")
ntext = 5
nskip = int(len(Vg_list) / ntext + 1.0e-4)
for ig, Vg in enumerate(Vg_list):
label = f"Vg = {Vg:g}"
_Vg_list = [Vg] * cfg.nVg
color = 'blue' if ig % nskip == 0 else 'black'
linewidth = 1.0 if ig % nskip == 0 else 0.5
line, = ax.plot(Vd_list, Id_VgVd_list[ig], label = label, linestyle = '-', color = color, linewidth = linewidth)
plot_event.annotation.add_line(label, ax, ax, Vd_list, Id_VgVd_list[ig], line,
inf_list = {"Vg": _Vg_list, "Vd": Vd_list, "Id": Id_VgVd_list[ig]},
# annotation_format = "{label} Vd={x:g} Id={y:g}",
# inf_format = "Vg={Vg:8.4f} Vd={Vd:8.4f} Id={Id:10.4g}")
annotation_format = annotation_format, inf_format = inf_format)
if ig % nskip == 0:
plot_event.move_text.add_annotation(ax, ax, x_list = Vd_list, y_list = Id_VgVd_list[ig], frac = frac,
text = label, fontsize = 10, ha = 'right', va = 'center', color = color, fc = "w", ec = "none")
line, = ax.plot(Vp_list, Isat_list, label = f"Vp", linestyle = 'dashed', color = 'red', linewidth = 0.5)
plot_event.annotation.add_line("Vp", ax, ax, Vp_list, Isat_list, line,
inf_list = {"Vp": Vp_list, "Isat": Isat_list},
# annotation_format = "Vp={x:g} Isat={y:g}",
# inf_format = "Vp={Vp:8.4f} V Isat={Isat:10.4g} A")
annotation_format = annotation_format_Vp, inf_format = inf_format_Vp)
ax.set_xlabel("Vd [V]", fontsize = cfg.fontsize)
ax.set_ylabel("Id [A]", fontsize = cfg.fontsize)
# ax.legend()
plot_event.register_annotation_event(fig, activate = False, print_level = 0)
plot_event.register_move_text_event(fig, activate = False)
plot_event.register_follow_mouse_event(fig, activate = False, print_level = 1)
for ax in axes:
plot_event.follow_mouse.add(ax, marker = '*', size = 10.0, color = 'green')
# plot_event.move_points.add(axes[0], 0, 1e-4, "o", picker=15, color = 'blue')
# plot_event.move_points.add(axes[1], 5, 1e-4, "o", picker=15, color = 'red')
# plot_event.register_move_points_event(fig)
selector0 = RangeSelector('', axes[0], color = 'green', print_level = 0)
selector1 = RangeSelector('', axes[1], color = 'blue', print_level = 0)
# popup_menuをpluginから読み込む
root = get_window_from_plt(plt)
popup_menu = plot_event.popup_menu.menu
vars = cfg.copy()
vars.plot_event = plot_event
vars.selector0 = selector0
vars.selector1 = selector1
if len(app.config.plugin_dir) >= 1 and app.config.plugin_dir[0] not in "/\\":
plugin_dir = app.replace_path(None, template = ["{dirname}", app.config.plugin_dir])
print()
print(f"Read plugins from [{plugin_dir}]")
module_names, modules = app.load_modules(plugin_dir, "*.py", target = "popup_menu", sort = True, is_print = True)
for m in modules:
if hasattr(m, "add_popup_menu"):
m.add_popup_menu(popup_menu, app = app, vars = vars, parent = root)
plot_event.register_popup_menu_event()
if cfg.use_tkplt:
def redraw():
# self.ax.clear() # 既存のグラフをクリア
tkplt.draw()
canvas.draw()
def update_label():
label.config(text = entry.get())
def button_start_annotate(button, label1, label2):
current_text = button.cget("text")
new_text = label2 if current_text == label1 else label2
button.config(text = new_text)
# This function (menu_start_annotate) is not defined in the provided code,
# but is likely defined in one of the tklib modules or plugins.
# Assuming it correctly toggles annotation state.
# menu_start_annotate(plot_event.popup_menu.menu, label1, label2)
# Changed to directly call the plot_event's toggle method
plot_event.annotation.activate(not plot_event.annotation.is_active)
def button_start_follow_mouse(button, label1, label2):
current_text = button.cget("text")
new_text = label2 if current_text == label1 else label2
button.config(text = new_text)
# This function (menu_start_follow_mouse) is not defined in the provided code,
# but is likely defined in one of the tklib modules or plugins.
# Assuming it correctly toggles follow_mouse state.
# menu_start_follow_mouse(plot_event.popup_menu.menu, label1, label2)
# Changed to directly call the plot_event's toggle method
plot_event.follow_mouse.activate(not plot_event.follow_mouse.is_active)
def save_figure():
outfile = "image.png"
print(f"Save figure to {outfile}")
fig.savefig(outfile)
plot_event.button_annotate = tkplt.add_toolbar_button(text = "Start annotate")
plot_event.button_annotate.config(
command = lambda: button_start_annotate(plot_event.button_annotate, "Start annotate", "Stop annotate"))
plot_event.button_follow_mouse = tkplt.add_toolbar_button(text = "Start follow mouse")
plot_event.button_follow_mouse.config(
command = lambda: button_start_follow_mouse(plot_event.button_follow_mouse, "Start follow mouse", "Stop follow mouse"))
tkplt.add_toolbar_button(text = "Save image.png", command = save_figure)
tkplt.add_toolbar_button(text = "Redraw", command = redraw)
entry = ttk.Entry(root)
entry.pack(side=tk.TOP, fill = tk.X, expand = 0)
label = ttk.Label(root, text="エントリーの内容がここに表示されます")
label.pack(side=tk.TOP, fill = tk.X, expand = 0)
button = ttk.Button(root, text="更新", command = update_label)
button.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X, expand = 0)
button = ttk.Button(root, text="Redraw", command = redraw)
button.pack(side=tk.TOP, fill=tk.X, expand = 0)
tkplt.pause(1.0e-6)
# tk.mainloop()
if pause:
input("\nPress Enter to terminate>>\n")
[ドキュメント]
def illustrate_TFT_model3d(app, cfg):
"""
TFTの3D構造モデルをmatplotlibを使用して描画します。
概要:
薄膜トランジスタ (TFT) の層構造を3次元で視覚的に表現します。
詳細説明:
サブストレート、ゲート、絶縁体、半導体、ソース、ドレインの各層を
異なる色と厚みを持つ3Dバーとして描画します。
これにより、TFTの物理的なレイアウトと各層の関係性を直感的に理解できます。
軸ラベルや目盛りは非表示にされ、モデルそのものに焦点を当てた表示となります。
:param app: tkApplicationオブジェクト (この関数では直接使用されませんが、インターフェースのため含めます)。
:type app: tklib.tkapplication.tkApplication
:param cfg: 構造パラメータ（例: 絶縁膜厚 `dg`、チャネル幅 `W`、チャネル長 `L`）を保持するtkParamsオブジェクト。
:type cfg: tklib.tkparams.tkParams
:returns: None
"""
label_sub = 'substrate'
label_gate = 'gate'
label_ins = 'insultor'
label_semi = 'semiconductor'
label_s = 'source'
label_d = 'drain'
color_sub = 'cyan'
color_gate = 'silver'
color_ins = 'lightblue'
color_semi = 'orange'
color_sd = 'silver'
W = cfg.W * 1.0e9
d_sub = 300.0
d_gate = 100.0
d_ins = cfg.dg * 1.0e9 # nm
d_semi = 100.0
L_semi = cfg.L * 1.0e9
L_sd = 50.0e3 # nm
d_sd = 100.0
x_tot = 2.0 * L_sd + L_semi
z_tot = d_sd + d_semi + d_ins + d_gate + d_sub
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.view_init(elev=30, azim=60)
ax.dist = 10 # 視点距離を調整
# 各レイヤーのサイズ設定
width = depth = 8
heights = [0.5, 0.2, 0.7, 0.2, 0.2]
z_top = 0.0
gate = ax.bar3d(x=0, y=0, z=z_top, dx=x_tot, dy=W, dz=d_sub, color=color_sub, zorder=1, label=label_sub)
z_top += d_sub
dielectric = ax.bar3d(x=0, y=0, z=z_top, dx=x_tot, dy=W, dz=d_ins, color=color_gate, zorder=2, label=label_gate)
z_top += d_ins
semiconductor = ax.bar3d(x=0, y=0, z=z_top, dx=x_tot, dy=W, dz=d_semi, color=color_semi, zorder=3, label=label_semi)
z_top += d_semi
source = ax.bar3d(x=0, y=0, z=z_top, dx=L_sd, dy=W, dz=d_sd, color=color_sd, zorder=4, alpha=0.8, label=label_s)
drain = ax.bar3d(x=x_tot - L_sd, y=0, z=z_top, dx=L_sd, dy=W, dz=d_sd, color=color_sd, zorder=5, alpha=0.8, label=label_d)
ax.set_xlabel('Width')
ax.set_ylabel('Depth')
ax.set_zlabel('Height')
# メッシュ（グリッド）を消す
ax.grid(False)
# 目盛りを消す
ax.set_xticks([])
ax.set_yticks([])
ax.set_zticks([])
# ax.legend()
plt.pause(1.0e-4)
input("\nPress ENTER to terminate>>")
[ドキュメント]
def illustrate_TFT_model(app, cfg):
"""
TFTの2D断面構造モデルをmatplotlibを使用して描画します。
概要:
薄膜トランジスタ (TFT) の層構造の2次元断面図を視覚的に表現します。
詳細説明:
サブストレート、ゲート、絶縁体、半導体、ソース、ドレインの各層を
異なる色と厚みを持つ長方形として描画します。
各層には対応するラベルが中央に配置され、TFTの典型的な構造を分かりやすく示します。
軸は非表示にされ、クリーンな構造図を提供します。
:param app: tkApplicationオブジェクト (この関数では直接使用されませんが、インターフェースのため含めます)。
:type app: tklib.tkapplication.tkApplication
:param cfg: 構造パラメータ（例: 絶縁膜厚 `dg`、チャネル長 `L`）を保持するtkParamsオブジェクト。
:type cfg: tklib.tkparams.tkParams
:returns: None
"""
fontsize = 10.0
label_sub = 'substrate'
label_gate = 'gate'
label_ins = 'insultor'
label_semi = 'semiconductor'
label_s = 'source'
label_d = 'drain'
color_sub = 'cyan'
color_gate = 'silver'
color_ins = 'lightblue'
color_semi = 'orange'
color_sd = 'silver'
d_sub = 300.0
d_gate = 100.0
d_ins = cfg.dg * 1.0e9 # nm
d_semi = 100.0
L_semi = cfg.L * 1.0e9
L_sd = 50.0e3 # nm
d_sd = 100.0
x_tot = 2.0 * L_sd + L_semi
z_tot = d_sd + d_semi + d_ins + d_gate + d_sub
fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4))
plt.title('Thin film transistor structure')
ax.set_xlim(0, x_tot)
ax.set_ylim(0, z_tot)
ax.axis('off')
z_top = 0.0
sub = patches.Rectangle((0.0, 0.0), x_tot, d_sub, edgecolor = color_sub, facecolor = color_sub, linewidth = 1.0)
ax.add_patch(sub)
ax.text(x_tot / 2.0, z_top + d_sub / 2.0, label_sub, fontsize = fontsize, va = 'center', ha = 'center')
z_top = d_sub
gate = patches.Rectangle((0.0, z_top), x_tot, d_gate, edgecolor = color_gate, facecolor = color_gate, linewidth = 1.0)
ax.add_patch(gate)
ax.text(x_tot / 2.0, z_top + d_gate / 2.0, label_gate, fontsize = fontsize, va = 'center', ha = 'center')
z_top += d_gate
dielectric = patches.Rectangle((0.0, z_top), x_tot, d_ins, edgecolor = color_ins, facecolor = color_ins, linewidth = 1.0)
ax.add_patch(dielectric)
ax.text(x_tot / 2.0, z_top + d_ins / 2.0, label_ins, fontsize = fontsize, va = 'center', ha = 'center')
z_top += d_ins
semiconductor = patches.Rectangle((0.0, z_top), x_tot, d_semi, edgecolor = color_semi, facecolor = color_semi, linewidth = 1.0)
ax.add_patch(semiconductor)
ax.text(x_tot / 2.0, z_top + d_semi / 2.0, label_semi, fontsize = fontsize, va = 'center', ha = 'center')
z_top += d_semi
source = patches.Rectangle((0.0, z_top), L_sd, z_top, edgecolor = color_sd, facecolor = color_sd, linewidth = 1.0)
drain = patches.Rectangle((x_tot - L_sd, z_top), L_sd, z_top, edgecolor = color_sd, facecolor = color_sd, linewidth = 1.0)
ax.add_patch(source)
ax.add_patch(drain)
ax.text(L_sd / 2.0, z_top + d_sd / 2.0, label_s, fontsize = fontsize, va = 'center', ha = 'center')
ax.text(x_tot - L_sd / 2.0, z_top + d_sd / 2.0, label_d, fontsize = fontsize, va = 'center', ha = 'center')
plt.pause(1.0e-4)
input("\nPress ENTER to terminate>>")
[ドキュメント]
def main():
"""
TFTシミュレーションアプリケーションのメインエントリーポイントです。
概要:
アプリケーションの初期化を行い、コマンドライン引数で指定されたモードに基づいて、
TFTのIV特性シミュレーション、または2D/3D構造モデルの描画を実行します。
詳細説明:
1. `initialize()` を呼び出して、`tkApplication` と `tkParams` オブジェクトを取得し、
アプリケーションの基本設定とパラメータを準備します。
2. `app.update_vars()` を実行し、コマンドライン引数を解析して設定を更新します。
3. `cfg.mode` の値に基づいて、以下のいずれかの処理を実行します。
- `'model'`: `illustrate_TFT_model()` を呼び出して2D構造モデルを描画します。
- `'model3d'`: `illustrate_TFT_model3d()` を呼び出して3D構造モデルを描画します。
- `'IV'`: `simulate_IV()` を呼び出してIV特性をシミュレーションし、プロットします。
- `'plotz'`, `'plotx'`, `'Vch'`: これらのモードが指定された場合、対応する（ただし、このコードベースには含まれない）関数を呼び出すことを想定しています。
これらの関数の定義がない場合、プログラムはエラーで終了します。
4. 未知のモードが指定された場合はエラーメッセージを表示し、プログラムを終了します。
:returns: None
"""
app, cfg = initialize()
app.update_vars()
cfg.Eg = cfg.EC - cfg.EV
if cfg.mode == 'model':
illustrate_TFT_model(app, cfg)
elif cfg.mode == 'model3d':
illustrate_TFT_model3d(app, cfg)
elif cfg.mode == 'IV':
simulate_IV(app, cfg)
elif cfg.mode == 'plotz':
# plot_x 関数は現在のコードベースでは定義されていません。
# 実行時にNameErrorが発生する可能性があります。
plot_x(app, cfg)
elif cfg.mode == 'Vch':
# simulate_Vch 関数は現在のコードベースでは定義されていません。
# 実行時にNameErrorが発生する可能性があります。
simulate_Vch(app, cfg)
else:
print(f"Error: Unknown mode [{cfg.mode}]")
sys.exit()
if __name__ == '__main__':
main()