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[SuperheroEric]

使用FDTD/Device做npn异质结光敏晶体探测器仿真遇到一些问题，希望老师们解惑。其中掺杂发射区n1e+20，基区p1e+19，集电区n1e+17，发射极零偏，基极0.5V，集电极0-10V，使发射结正偏、集电结反偏，电极均为矩形环状分别位于集电区、基区、发射区台面上，电极下做有金属接触的高掺杂。

1、仿真结束后Charge-Visualize-Base（基极）、Collector（集电极）结果中没有电流结果（I，In，Ip）的曲线，只显示了基极/集电极电压（软件中参数为Vc，黄色曲线），只有Emitter（发射极）有电流结果如下图，但基本不随集电极电流变化，也不对。正常应该是可以从集电极提取到增益很大的电流，提取不到的原因可能有什么？

[Guilin Sun]

current 监视器的电流就是总电流，不分表面还是非表面；单位是A。其它参见　Ansys Insight: CHARGE电学仿真输出结果的单位

npn 的例子参见 https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/360042271854-npn-bipolar-junction-transistor

是不是形成了两个pn结，你在零偏压就可以看出来。参见 PIN Mach-Zehnder modulator – Lumerical Support

衬底应该不影响电流，除非你的电极在衬底之下。

我怀疑你的电压没有真正地施加到器件上。是不是因为你这个衬底掺杂很低，在两个电极之间啊？或者p区掺杂很低？

请再仔细检查器件的设置，以及边界条件中电极的设置。

[SuperheroEric]

理论分析基区的光生空穴漂移扩散会形成光生电压可作为部分基区电压，所以之前就只用了0.5V的基极偏压，而Device做光电转换只将光生载流子加入到device中，可能没有考虑光生电压导致0.5V基极偏置不能使发射结正偏。我把基极电压改为1V结果的趋势就正确了。Ic随集电极电压先增大后稳定，但是稳定值对于一般HPT来说有些过大了，可以达到62mA，如图绿色曲线（In）所示。基极电流还可以为0.2mA左右，Ic异常大的原因可能是什么呢？我的光功率只用了1mw，其中光沿z轴backward入射，cwgeneration的source intensity为1e+7w/m2，仿真区域x-span和y-span均为10um,入射光功率就为1e+7*1e-5*1e-5w=1mw。

衬底掺杂是1e+15,n型掺杂，每个电极都有两个分别做在台面两侧位于发射区，基区和次集电区，如下图所示

[Guilin Sun]

你的分析有道理，CHARFE仿真直接求解的是漂移扩散方程和泊松方程，没有看到光生电压的表述。你知道光生电流取决于光功率、掺杂和损耗（复合），这些参数与实际器件不同会导致仿真结果与实验不符。请再琢磨一下看看是怎么回事。

[SuperheroEric]

好的，非常感谢孙老师提供的例子和解答

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