УДК 621.382
КОРОЛЁВ А.В., АБРАМОВ И.И.
КОМПЛЕКС ПРОГРАММ МОДЕЛИРОВАНИЯ
РЕЗОНАНСНО-ТУННЕЛЬНЫХ СТРУКТУР С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Беларусь, 220027,
Минск, П.Бровки, 6, e-mail: device@micro.rei.minsk.by
В основе ряда перспективных сверхбыстродействующих приборов
наноэлектроники лежат резонансно-туннельные структуры (РТС). В настоящее
время, по крайней мере, реально изготовленные квантовые интегральные схемы
(КИС) обычно включают РТС [1], в частности, резонансно-туннельные диоды
(РТД), транзисторы и др. Для разработки и проектирования таких схем и приборов
необходимы высокоэффективные САПР, позволяющие проводить анализ как
стационарных, так и переходных процессов в исследуемых объектах.
В данной работе описан комплекс программ EC-RTS-NANODEV, входящий
в подсистему RTS-NANODEV моделирования стационарных и переходных
процессов в РТС, приборах и схемах на их основе [2].
В основу комплекса положен ряд электрических моделей (ЭМ) [3-7], а
именно: нелинейная ЭМ РТД; ЭМ РТД для анализа переходных процессов;
универсальная ЭМ двухбарьерных РТС, функционирующих и на новых механизмах
самоорганизованного транспорта.
Комплекс EC-RTS-NANODEV содержит три основных модуля (рис.1):
Блок 1. Обработка исходных данных;
Блок 2. Расчет характеристик для стационарных режимов работы;
Блок 3. Моделирование переходных процессов и спектральный анализ.
Исходными данными для блока 1 является либо информация, полученная на
этапе численного моделирования с помощью подсистемы RTS-NANODEV, либо
экспериментальные данные, в частности, ВАХ исследуемой РТС. Далее по
указанной информации, задаваемой по определенным правилам, с использованием
разработанной методики находятся параметры ЭМ. Детально методика

идентификации параметров описана в работе [8]. В результате ее применения
формируется параметрический файл, содержащий всю необходимую информацию о
параметрах модели исследуемой РТС.
Блоки 2 и 3 объединены в программе RTS analysis.
Параметрический файл является исходной информацией для блоков 2 и 3. С
их помощью осуществляется моделирование стационарных характеристик (блок 2)
и переходных процессов (блок 3) ряда РТС. Для этих целей могут привлекаться и
разработанные ЭМ [3-7]. С использованием блока 3 допускается также проводить
спектральный
анализ
характеристик.
Результаты
моделирования
могут
отображаться как в интерактивном режиме, так и в виде файлов выходных данных.
Рис.1. Структурная схема комплекса программ EC-RTS-NANODEV
Интерфейс обмена данными с пакетами схемотехнического моделирования
является тем базовым блоком, который позволяет на основе результатов
моделирования характеристик РТС создать ее библиотечный модуль для программы
PSpice. Программа схемотехнического моделирования PSpice может в дальнейшем
использоваться для моделирования РТС, приборов и схем на их основе. В качестве
обратной связи с программой PSpice Интерфейс... на основе имеющегося
библиотечного модуля может сформировать параметрический файл для комплекса
EC-RTS-NANODEV.

Комплекс программ реализован на языке программирования Borland Pascal
в визуальной среде проектирования Delphi 3.0.
В докладе приводятся результаты моделирования на уровне эквивалентных
схем ряда РТД, РТС, логических элементов КИС, иллюстрирующие высокую
эффективность и широкие возможности комплекса программ EC-RTS-
NANODEV. В качестве примера на рис. 2 приведена ВАХ логического элемента,
состоящего из трех одинаковых параллельно включенных РТД.
Рис.2. ВАХ логического элемента
1. Resonant Tunneling in Semiconductors: Physics and Applications / Ed by L.L. Chang,
E.E. Mendez, C. Tejedor, NATO ASI Ser. B., v.277, 1991.
2. И.И. Абрамов, И.А. Гончаренко, А.Л. Данилюк, А.В. Королёв, Материалы 9-ой
Международной Крымской Микроволновой Конференции, КрыМиКо'99, с. 296-
299.
3. И.И. Абрамов, А.Л. Данилюк, А.В. Королёв, Е.А. Патент, Материалы 8-ой
Международной Крымской Микроволновой Конференции, т.2, КрыМиКо'98, с.
599-601.
4. И.И. Абрамов, А.Л. Данилюк, А.В. Королёв, Известия Белорусской инженерной
академии, 1998, 2(6)/2, с. 43-46.
5. А.В. Королёв, Веснiк Сувязi, 1999, 1, с. 133-135.
6. А.В. Королёв, Физика конденсированных сред: Тезисы докладов VII
Республиканской научной конференции студентов и аспирантов/ Под ред. В.А.
Лиопо. - Гродно: ГрГУ, 1999, с. 116-117.
7. И.И. Абрамов, А.Л. Данилюк, А.В. Королёв, Известия Белорусской инженерной
академии, 1999, 1(7)/2, с. 119-121.
8. И.И. Абрамов, А.В. Королёв, Методика идентификации параметров нелинейной
электрической модели РТД, см. здесь же.