CFD methodology in semiconductor device simulatıons
Yarı iletken aygıt simulasyonlarında SAD metodolojisi
- Tez No: 95455
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ ECDER, DOÇ. GÜNHAN DÜNDAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Benzetim, Newton yöntemi, Sayısal akışkanlar dinamiği, Yarı iletkenler, Simulation, Newton method, Computational fluids dynamic, Semiconductors
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET YARI İLETKEN AYGIT SIMULASYONLARINDA SAD METODOLOJİSİ Bu çalışma Sayısal Akışkanlar Dinamiği (SAD) metotlarının yarı iletken aygıt modellemesinde kullanılan kayma-yayınım denklemlerine uygulanabilirliğini araştırmıştır. Model denklemleri birbirine bağlı doğrusal olmayan kısmi diferansiyel denklemler olup doğrusal olmayan kısmı güçlü bir teknik olan Newton iterasyon metodu kullanılarak çözülmüştür. Bazı durumlarda Newton metodu yakınsamayan çözümler üretmiş ve bu güçlük parametrik düzeltme faktörü kullanılarak ortadan kaldırılmıştır. Her Newton iterasyonu sonucu ortaya çıkan doğrusal denklemler Krylov altuzay metotlarından biri olan GMRES metoduyla çözülmüştür. GMRES sistem matrisi olan Jacobian matrisin hafızada tutulmasına gerek duymaz. Bu özellikten faydalanılarak çalışmada matris-bağımsız bir algoritma uygulanmıştır. Böylece hafıza gereksinimleri vektörlerle sınırlandırılmıştır. Fakat algoritma GMRES iterasyonu arttıkça artan sayıda vektörlerin hafızada tutulmasını gerektirir. Bu güçlüğü ortadan kaldırmak için işlemin iteratif bir şekilde tekrar başlatılması yoluna gidilmiştir. Kötü koşullandırılmış sistemler yakınsamayan veya yanlış sonuçlara ulaşan çözümler vermiştir. Daha iyi koşullandırılmış bir sistem elde etmek ve hızlı yakınsama sağlamak amacıyla Jacobi ve ILU iyileştiricileri kullanılmıştır. Çalışma simülasyonlann yakınsaması için bilinmeyenlerin öntahminin, değişkenlerin ve aygıta uygulanan potansiyelin uygun seçilmesinin oldukça önemli olduğunu göstermiştir. De Mari'nin çalışması esas alınarak boyutsuz forma normalize edilen kayma- yayınım denklemlerinin kullanıldığı mevcut çalışmada denklemlerin fiziksel yönlerini yorumlayan ve temel yan iletken aygıt simülasyonlanndan örnekler veren sonuçlar sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT CFD METHODOLOGY IN SEMICONDUCTOR DEVICE SIMULATIONS This study has surveyed the applicability of Computational Fluid Dynamics (CFD) methods to the drift-diffusion equations which model semiconductor devices. The model problem including coupled system of nonlinear partial differential equations have been solved by utilizing the Newton's iteration method which is a powerful technique. To prevent the Newton's method to fail for producing a converged solution, a parametric correction factor has been used. The linear equations obtained at each Newton iteration have been solved by using Generalized Minimal Residual (GMRES) method which is one of the Krylov subspace methods. Since GMRES does not require the Jacobian matrix to be stored, a matrix-free technique has been utilized. The present study has shown that ill-conditioned systems produce non-convergent or convergent but wrong solutions. To obtain a well-conditioned system, and to provide a better convergence rate, Jacobi and Incomplete LU (ILU) preconditioners are utilized. This work has shown that simulations are highly dependent on factors such as choice of variables, bias condition and initial guess. Following the work of de Mari, the drift- diffusion equations have been normalized into dimensionless form. The study has also discussed the physical aspects of the model equations and presented results from basic semiconductor devices.
Benzer Tezler
- Sensor platform based on environmental sensing and data fusion
Çevresesel etmenleri algılayan sensör platformu ve verianalizi
MUHAMMAD ALI NAGARIA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN
- Reduction of losses in gas turbines using active and passive methods combination through CFD analyses and parametric investigation
CFD analizleri ve parametrik araştırma ile gaz türbinlerinde aktif ve pasif yöntemlerin birlikte kullanımıyla kayıpların azaltılması
NASSER CAN KASIMBEYOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. CENGİZ CAMCI
- CFD based ınvestıgatıon of demıstıng performance ın helıcopter applıcatıons
Helikopter uygulamalarında had tabanlı bugu önleme performansının incelenmesi
FURKAN KESİM
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ALİİHSAN KOCA
- Utilization of cfd tools in the design process of a Francis turbine
Francis türbini tasarım sürecinde hesaplamalı akışkanlar dinamiği araçlarının kullanılması
GİZEM OKYAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. İSMAİL AYDIN
PROF. DR. METİN GER
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL