© Jörg Berkner
Kompaktmodelle
für Bipolartransistoren
Aus dem Vorwort

"Kompaktmodelle für Bipolartransistoren" beschreibt im Detail die vier heute wichtigsten Simulationsmodelle für Bipolartransistoren: SGP, VBIC, HICUM und MEXTRAM.

Während das SGP-Modell seit den siebziger Jahren verwendet wird und somit gut bekannt ist, erzeugte die in den letzten Jahren erfolgte Entwicklung der neuen Simulationsmodelle VBIC,  HICUM und MEXTRAM einen großen Informationsbedarf zur Wirkungsweise dieser Modelle, zu ihrer Anwendung und zur Extraktion der entsprechenden Modellpara­meter. Ziel dieses Buches ist es, den Schaltungsentwicklern, Technologen und Entwick­lungsingenieuren in der Halbleiterindustrie die notwendigen Informationen für das Verständnis und die Anwendung dieser Modelle zu liefern.

In Kapitel 1 werden verschiedene Modellkategorien erläutert und für den Zweck des Buches wichtige Grundlagen zum Bipolartransistor rekapituliert.

In den Kapiteln 2 bis 5 werden die Modellgleichungen von SGP- VBIC-, HICUM- und MEXTRAM Modell dargestellt. Dabei wurde großer Wert auf eine anschauliche Darstellung der Funktionsweise der Modellgleichungen mit Hilfe von Prin­zipskizzen und Berechnungsbeispielen gelegt.

Im Kapitel 6 „Messungen zur  Modellparameterbestimmung“ wird auf die verschiedenen Kategorien von Messungen eingegangen, die als Grundlage für die Modellparameterbestimmung notwendig sind.

Das Kapitel 7 „Methoden zur  Modellparameterbestimmung“ umfasst eine Darstellung von allgemeingültigen Methoden zur Bestimmung von Modellparametern.

Im Kapitel 8 „Strategien zur Modellparameterbestimmung“ werden schließlich Extraktionsstrategien für die Modelle SGP, VBIC, HICUM und MEXTRAM vorgestellt.

Der Leser muss dieses Buch nicht vollständig von vorn nach hinten durcharbeiten. Er kann es auch als Nachschlagewerk verwenden, wenn er Fragen zu den behandelten Modellen hat oder wenn er vor der Aufgabe steht, für diese Modelle Modellparameter bestimmen zu müssen.

Bei der Beschreibung der Modelle wurde besonderer Wert auf die Darstellung der Modellgleichungen gelegt, da die vorhandenen Dokumentationen für das SGP-Modell z.T. unvollständig und für das VBIC-Modell bisher gar nicht verfügbar sind. Für das  HICUM-Modell und für das MEXTRAM-Modell hingegen sind umfassende Dokumentationen vorhanden. Die Darstellung der Modellgleichungen erfolgt in diesem Buch so, dass der Leser die Wirkungsweise der Gleichungen und vor allem der darin verwendeten Modellparameter verstehen kann. Dies wird durch die Verwendung von Prinzipskizzen und Berechnungsbeispielen unterstützt. Weniger Wert wurde auf die exakte Darstellung der Umsetzung der Modellgleichungen im Modell-Code gelegt. Hier werden die Modellgleichungen oft zur Vermeidung numerischer Probleme durch zusätzliche Ausdrücke modifiziert, die z.B. bei negativen Argumenten für Wurzeln oder Logarithmen auftreten können. Die Kenntnis dieser speziellen Programmiertechniken ist jedoch für das Verständnis der Wirkungsweise des Modells meist nicht notwendig.