الکترونیک محاسباتی ۲۰۲۲
Computational Electronics 2022

الکترونیک محاسباتی به تکنیک‌های عددی مدرن و مدل‌های فیزیکی مورد استفاده در شبیه‌سازی ادوات نیمه‌رسانا از دیدگاه شبه‌کلاسیک اختصاص دارد. الکترونیک محاسباتی، به عنوان بخشی از حوزه کلی طراحی به کمک رایانه فناوری (TCAD)، با افزایش تصاعدی هزینه ساخت نیمه‌رسانا و نیاز همزمان به کاهش زمان طراحی تا ساخت، اهمیت فزاینده‌ای یافته است. انگیزه برای این مجموعه، نیاز در جامعه مدل‌سازی و شبیه‌سازی به یک متن جامع است که مدل‌سازی اساسی رانش-انتشار، از طریق موازنه انرژی و مدل‌های هیدرودینامیکی، و در نهایت شبیه‌سازی مبتنی بر ذرات را پوشش دهد. یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این کتاب تمرکز ویژه بر مثال‌های عددی، به ویژه استفاده از نرم‌افزارهای تجاری موجود در جامعه TCAD است. ایده اصلی این کتاب از یک دوره کارشناسی ارشد سال اول در الکترونیک محاسباتی گرفته شده است که چندین سال است در دانشکده مهندسی برق دانشگاه ایالتی آریزونا تدریس می‌شود. تمرین‌ها و پروژه‌های متعددی از این دوره استخراج شده و در آن گنجانده شده است. دانش پیش‌نیاز، درک اساسی از فیزیک پایه نیمه‌رسانا، مدل‌های فیزیکی برای فناوری‌های مختلف ادوات مانند دیودهای p-n، ترانزیستورهای دوقطبی پیوندی و ترانزیستورهای اثر میدان است.

Computational Electronics is devoted to state of the art numerical techniques and physical models used in the simulation of semiconductor devices from a semi-classical perspective. Computational electronics, as a part of the general Technology Computer Aided Design (TCAD) field, has become increasingly important as the cost of semiconductor manufacturing has grown exponentially, with a concurrent need to reduce the time from design to manufacture. The motivation for this volume is the need within the modeling and simulation community for a comprehensive text which spans basic drift-diffusion modeling, through energy balance and hydrodynamic models, and finally particle based simulation. One unique feature of this book is a specific focus on numerical examples, particularly the use of commercially available software in the TCAD community. The concept for this book originated from a first year graduate course on computational electronics, taught now for several years, in the Electrical Engineering Department at Arizona State University. Numerous exercises and projects were derived from this course and have been included. The prerequisite knowledge is a fundamental understanding of basic semiconductor physics, the physical models for various device technologies such as pndiodes, bipolar junction transistors, and field effect transistors.