O metodo de elementos finitos na simulação de uma função pn abrupta

AUTOR(ES)

Petronio Pulino

DATA DE PUBLICAÇÃO

1983

RESUMO

O objetivo desta dissertação é o estudo do comportamento qua_ litativo das densidades de elétrons e lacunas e do potencial eletrostático em uma junção pn abrupta. O modelo matemático adotado para descrever a condução elétrica nos dispositivos semicondutores,que envolve ofluxo de dois portadores de carga independentes e opostamente carregados,que são os elétrons de condução e as lacunas,consiste em um sistema de equações diferenciais parciais não-lineares,composto por três equações,a saber,a equação de continuidade para elétrons,equação equação de continuidade para lacunas e a equação de Poisson,que relaciona a carga total com o potencial eletrostático. Estamos tratando o caso de um disposito em regime permanente e unidimensional. Aplicando o método de elementos finitos,onde o espaço de aproximação foi gerado pelas funções de Hermite cúbicas, para encontrar uma solução fraca discreta, para o sistema de equações diferenciais não-lineares, recaimos em um sistema não-linear com 6N equações a 6N incógnitas,onde N é o número de nós da nossa malha. O sistema não-linear é resolvido pelo método de Newton. Como o sistema possui 6N equações, sua resolução computacional é um tanto inconveniente para valores muito grandes de N, quando temos o problema de escassez de memória principal. Porém este problema fica resolvido quando utilizamos o método frontal, no qual trabalhamos com as submatrizes de rigidez que são definidas em cada ele mento finito, e que neste caso são matrizes de dimensão igual a12 x 12. Este procedimento torna o processo de resolução computacional mais rápido e utiliza menos memória principal. A partir desta análise, podemos encaminhar novos trabalhos, com o objetivo de propor um modelo matemático mais eficiente, para simular uma junção pn, ou outros dispositivos semicondutores , tais como, uma célula solar

ASSUNTO(S)

galerkin metodo dos elementos finitos metodos de

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