]> Creatis software - CreaPhase.git/blobdiff - octave_packages/ocs-0.1.3/sbn/Mcapacitors.m
Add a useful package (from Source forge) for octave
[CreaPhase.git] / octave_packages / ocs-0.1.3 / sbn / Mcapacitors.m
diff --git a/octave_packages/ocs-0.1.3/sbn/Mcapacitors.m b/octave_packages/ocs-0.1.3/sbn/Mcapacitors.m
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fdb22b1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,178 @@
+## Copyright (C) 2006,2007,2008  Carlo de Falco            
+##
+## This file is part of:
+## OCS - A Circuit Simulator for Octave
+##
+## OCS is free software; you can redistribute it and/or modify
+## it under the terms of the GNU General Public License as published by
+## the Free Software Foundation.
+##
+## This program is distributed in the hope that it will be useful,
+## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+## GNU General Public License for more details.
+##
+## You should have received a copy of the GNU General Public License
+## along with this program (see the file LICENSE); if not,
+## see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+##
+## author: Carlo de Falco <cdf _AT_ users.sourceforge.net> 
+
+## -*- texinfo -*-
+##
+## @deftypefn{Function File} @
+## {[@var{a},@var{b},@var{c}]=} Mcapacitors(@var{string},@var{parameters},@
+## @var{parameternames},@var{extvar},@var{intvar},@var{t})
+##
+## SBN file implementing models for capacitors.
+##
+## @var{string} is used to select among models. Parameters are listed
+## as inner items. Possible models are:
+##
+## @enumerate
+## @item @var{string} = "LIN"  (Linear Capacitor)
+## @itemize @minus
+## @item C -> capacitance value
+## @end itemize
+## @item @var{string} = "MULTICAP" (Multipole Capacitor)
+## @itemize @minus
+## @item C -> capacitance values
+## @end itemize
+## @item @var{string} = "PDE_NMOS" (Drift-Diffusion PDE NMOS capacitor)
+## @itemize @minus
+## @item tbulk  -> bulk thickness
+## @item tox    -> oxide thickness
+## @item Nnodes -> number of nodes of 1D grid 
+## @item Na     -> bulk doping
+## @item toll   -> absolute tolerance
+## @item maxit  -> max iterations number
+## @item Area   -> device area
+## @end itemize
+## @end enumerate
+##
+## See the @cite{IFF file format specifications} for details about 
+## the output structures.
+##
+## @seealso{prs_iff,asm_initialize_system,asm_build_system}
+## @end deftypefn
+
+function [a,b,c] = Mcapacitors(string,parameters,parameternames,extvar,intvar,t)
+  
+  if isempty(intvar)
+    intvar = 0;
+  endif
+
+  switch string 
+      ##LCR part
+    case "LIN"
+      for ii=1:length(parameternames)
+       eval([parameternames{ii} "=" num2str(parameters(ii)) ";"])      
+      endfor
+            
+      a = [0 0 1; 0 0 -1; 0 0 0];
+      b = [0 0 0;0 0 0;-C C 1];
+      c = [0 0 0]';
+      break
+
+    case "MULTICAP"
+      
+      n = length(extvar);
+      C = reshape(parameters,n,n);
+      
+      a = [zeros(n) eye(n); zeros(n) zeros(n)];
+      b = [zeros(n) zeros(n); -C eye(n)];
+      c = [zeros(2*n,1)]';
+      
+      break  
+
+      ##NLC part
+    case "PDE_NMOS"
+      
+      constants
+      
+      tbulk =  1.5e-6;
+      tox   =  90e-9;
+      len = tbulk + tox;
+      Nnodes = 300;
+      Na=1e21;
+      toll  = 1e-10;
+      maxit = 1000;
+      Area = 1e-12;
+
+      for ii=1:length(parameternames)
+       eval([parameternames{ii} "=" num2str(parameters(ii)) ";"])      
+      endfor
+      
+      Vg = extvar(1) - extvar(2);
+      q  = intvar(1);
+
+      [Q,C]=Mnmoscap(tbulk,tox,Area,Vg,Na,Nnodes,toll,maxit);
+      
+      a = [0 0 1; 0 0 -1; 0 0 0];
+      b = [0 0 0;0 0 0;C -C -1];
+      c = [0 0 Q-q]';
+      break  
+
+    otherwise
+      error (["unknown section:" string])
+  endswitch
+
+endfunction
+## Non-linear 1D MOS structure.
+## FIXME: requires SECS1D!!!
+function [Q,C]=Mnmoscap(tbulk,tox,Area,Vg,Na,Nnodes,toll,maxit);
+  
+  constants 
+
+  Nelements = Nnodes - 1;
+  len = tox+tbulk;
+  x = linspace(0,len,Nnodes)';
+  sinodes = find(x<=tbulk);
+  Nsinodes = length(sinodes);
+  NelementsSi = Nsinodes-1;
+  D = - Na* ones(Nsinodes,1);
+  pp = Na ;
+  p = pp* ones(Nsinodes,1);
+  n = (ni^2)./p;
+  Fn = 0*n;
+  Fp = 0*n;
+
+  V = -Phims + Vg * ones(Nnodes,1);
+  V(sinodes) = Fn + Vth*log(n/ni);
+  
+  ## Scaling
+  xs  = len;
+  ns  = norm(D,inf);
+  Din = D/ns;
+  Vs  = Vth;
+  xin   = x/xs;
+  nin   = n/ns;
+  pin   = p/ns;
+  Vin   = V/Vs;
+  Fnin  = (Fn - Vs * log(ni/ns))/Vs;
+  Fpin  = (Fp + Vs * log(ni/ns))/Vs;
+  
+  l2    = (Vs*esio2)/(q*ns*xs^2)* ones(Nelements,1);
+  l2(1:NelementsSi)    = (Vs*esi)/(q*ns*xs^2);
+  
+  ## Solution of Nonlinear Poisson equation
+  [V,nout,pout,res,niter] = DDGnlpoisson (xin,sinodes,Vin,nin,...
+                                      pin,Fnin,Fpin,Din,l2,...
+                                      toll,maxit,0);
+    
+  L = Ucomplap(xin,Nnodes,[],Nelements,l2);
+  C22 = L(end,end);
+  C12 = L(2:end-1,end);
+  C11 = L(2:end-1,2:end-1);
+
+  drdv  = zeros(Nnodes,1);    drdv(sinodes) = nout + pout;
+  coeff = zeros(Nelements,1); coeff(1:NelementsSi) = 1;
+  M     = Ucompmass(xin,Nnodes,[],[],drdv,coeff);
+  C     = C22 - C12'*((C11+M(2:end-1,2:end-1))\C12);
+  Q     =(C12'*V(2:end-1)+C22*V(end));
+
+  ## Descaling
+  C = Area*C*(q*ns*xs/Vs);
+  Q = Area*Q*(q*ns*xs);
+
+endfunction
\ No newline at end of file