schottky プログラム仕様
ショットキーダイオードの電流-電圧特性シミュレーションスクリプト。
- 概要:
ショットキーダイオードのIV特性を計算し、プロットします。
- 詳細説明:
さまざまなショットキーモデル（単純拡散、拡散、ショットキー障壁低下、トンネル、熱電子電界放出）を用いて、 ショットキーダイオードのIV特性を計算し、プロットします。 物理定数や材料パラメータを入力として受け取り、順方向および逆方向バイアスでの電流を数値的に解きます。
- 関連リンク:
schottky_usage
- schottky.calculate_params(args)
- 概要:
ショットキーダイオードの主要な物理パラメータを計算します。
- 詳細説明:
リチャードソン定数、半導体側の有効状態密度とフェルミ準位、 ショットキー障壁高さ、内蔵電位、直列抵抗（単位面積あたり）、 飽和電流密度などを計算します。
- 引数:
- param args:
コマンドライン引数から解析されたパラメータを含むオブジェクト。
- type args:
argparse.Namespace
- param args.temp:
温度 [K]。
- type args.temp:
float
- param args.men:
電子の有効質量比。
- type args.men:
float
- param args.ecn:
半導体の電子親和力 [eV]。
- type args.ecn:
float
- param args.efm:
金属のフェルミ準位 [eV]。
- type args.efm:
float
- param args.ndn:
半導体のドナー濃度 [cm^-3]。
- type args.ndn:
float
- param args.mun:
電子の移動度 [cm^2/Vs]。
- type args.mun:
float
- param args.dn:
半導体の厚さ [nm]。
- type args.dn:
float
- 戻り値:
- returns:
飽和電流密度 [A/cm^2]、内蔵電位 [V]、ショットキー障壁高さ [eV]、半導体側の有効状態密度 [cm^-3]、直列抵抗（単位面積あたり） [Ω cm^2] のタプル。
- rtype:
tuple
- schottky.calculate_schottky_current(model_type, v_target, temp, mus, ncs, nds, epss, js, phi_b, v_bi, n_diode, rs, area, v_initial, men, n_tunnel)
- 概要:
指定されたモデルに基づき、ショットキーダイオードの電流を計算します。
- 詳細説明:
ニュートン法を用いて、直列抵抗効果を考慮したダイオード電圧 v_diode を数値的に解き、 それに対応する電流を求めます。 内部関数 get_current(vd) は、与えられたダイオード電圧 vd に対して、 モデルに応じた電流を計算します。モデルには 'Simple', 'Diffusion', 'Schottky' (障壁低下), 'Tunneling', 'TFE' (熱電子放出と電界放出) があります。
- 引数:
- param model_type:
使用するショットキーモデルの種類 ('Simple', 'Diffusion', 'Schottky', 'Tunneling', 'TFE')。
- type model_type:
str
- param v_target:
印加電圧 [V]。
- type v_target:
float
- param temp:
温度 [K]。
- type temp:
float
- param mus:
電子の移動度 [cm^2/Vs]。
- type mus:
float
- param ncs:
半導体の有効状態密度 [cm^-3]。
- type ncs:
float
- param nds:
半導体のドナー濃度 [cm^-3]。
- type nds:
float
- param epss:
半導体の誘電率 [F/m]。
- type epss:
float
- param js:
飽和電流密度 [A/cm^2]。
- type js:
float
- param phi_b:
ショットキー障壁高さ [eV]。
- type phi_b:
float
- param v_bi:
内蔵電位 [V]。
- type v_bi:
float
- param n_diode:
ダイオードの理想係数。
- type n_diode:
float
- param rs:
直列抵抗 [Ω]。
- type rs:
float
- param area:
ダイオードの面積 [cm^2]。
- type area:
float
- param v_initial:
ニュートン法の初期ダイオード電圧 [V]。
- type v_initial:
float
- param men:
電子の有効質量比。
- type men:
float
- param n_tunnel:
トンネルモデルの理想係数。
- type n_tunnel:
float
- 戻り値:
- returns:
計算されたダイオード電圧 [V] と計算された電流 [A] のタプル。
- rtype:
tuple
- schottky.main()
- 概要:
コマンドライン引数に基づいてショットキーダイオードのIV特性シミュレーションを実行し、結果をプロットします。
- 詳細説明:
argparse を使用して入力パラメータを解析し、calculate_params で基本パラメータを計算した後、 calculate_schottky_current を繰り返し呼び出してIV曲線を生成します。 最後にMatplotlibで結果を可視化します。
- 戻り値:
- returns:
なし
- rtype:
None