本推文第一部分是隧穿管TFET的仿真，第二部分是回答讀者在選擇用于仿真的電腦時，該如何選擇給出自己淺薄的意見。

PART 01

隧穿管TFET仿真

隧穿場效應(yīng)晶體管TFET簡介

隧道場效應(yīng)晶體管(Tunneling Field Effect Transistor, TFET)又稱為隧穿場效應(yīng)晶體管，它是一種利用柵電極控制溝道區(qū)中載流子在其導(dǎo)帶與價帶之間發(fā)生帶間隧道穿透(Band-to-Band Tunneling, BTBT)的現(xiàn)象來實現(xiàn)場效應(yīng)晶體管性能的器件。傳統(tǒng)MOSFET利用外加?xùn)艠O電壓控制器件溝道區(qū)表面的溝道實現(xiàn)漏源之間的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，而TFET則利用柵極電壓控制溝道區(qū)中載流子的帶間隧道穿透過程實現(xiàn)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷。

以n-TFET為例，當(dāng)沒有外加?xùn)烹妷簳r，由于器件的源區(qū)是P型重?fù)诫s，溝道區(qū)是輕摻雜的N型區(qū)，源與溝道之間的耗盡區(qū)使得源區(qū)中的電子很難隧穿到溝道區(qū)，因此器件處于關(guān)斷狀態(tài)，且其關(guān)態(tài)電流小于傳統(tǒng)的MOS器件的關(guān)態(tài)電流；當(dāng)外加?xùn)艠O電壓逐漸增大時，溝道區(qū)的能帶不斷下拉；當(dāng)溝道區(qū)的導(dǎo)帶被下拉至源區(qū)的價帶以下時，源區(qū)與溝道區(qū)的能帶開始對齊甚至出現(xiàn)重疊，使得位于源區(qū)價帶中的大量電子通過隧穿進(jìn)入溝道區(qū)的導(dǎo)帶，因此使得該器件瞬間由關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。由于該轉(zhuǎn)換過程較傳統(tǒng)MOSFET要迅速得多，因此TFET器件可以有很好的亞閾區(qū)特性，其亞閾值斜率有可能低于傳統(tǒng)MOS器件的理想值。

隧穿場效應(yīng)晶體管TFET仿真

如下圖所示的器件局部網(wǎng)格分布，可以看到在PN結(jié)界面處，尤其是橫向網(wǎng)格間距較小，這對于TFET器件隧穿仿真至關(guān)重要。多晶硅下的氧化層中及氧化層界面也有較密的網(wǎng)格分布，而遠(yuǎn)離界面的均勻摻雜的區(qū)域網(wǎng)格則較為稀疏，真正實現(xiàn)并且做到了把網(wǎng)格用在該用的地方。

利用Sdevice仿真，首先查看TFET在截止和導(dǎo)通時，即在截止（VG =0V）和導(dǎo)通狀態(tài)（VG =3V）的能帶圖，可以看到在G =3V時，由于柵施加的正電壓，使得PN結(jié)處的導(dǎo)帶被“拉”低，載流子在VDS偏壓作用下隧穿過勢壘區(qū)，形成漏源電流IDS 。

其次是查看TFET仿真轉(zhuǎn)移特性曲線，從下圖可以看到，當(dāng)柵壓較低時，載流子無法完全隧穿，所以電流較小。當(dāng)柵壓達(dá)到一定值時，柵壓的變化導(dǎo)致能帶，尤其是PN-結(jié)處的能帶發(fā)生改變，使載流子可以發(fā)生隧穿。

PART 02

用于仿真的電腦選擇

本部分內(nèi)容很水，但也是回答讀者問題而出，不少讀者對用于仿真的電腦配置咨詢較多，我也不是很懂電腦，只能以個人經(jīng)驗來談?wù)剬﹄娔X的選擇。這里僅僅提及對個人使用的筆記本和臺式機(jī)的選擇，對專業(yè)的服務(wù)器不作探討，并且這里不涉及任何電腦或硬件品牌的推銷。本文撰寫十分入門基礎(chǔ)，請大佬繞行，小白和只會根據(jù)外觀選電腦的可以閱讀玩玩。

散熱

電腦里的風(fēng)扇是一個排風(fēng)扇，大致由電源VCC、GND和控制轉(zhuǎn)速的端口作為一個模塊連接到電腦發(fā)熱最快的CPU處理器上方，及時把CPU因為計算處理，內(nèi)部晶體管等發(fā)出的熱量及時排到外部，保證CPU溫度的正常。所以溫度越低，越接近于室溫，其CPU的工作狀態(tài)就越好，如果熱量不能及時被排出去或者CPU處理任務(wù)變多，電路的保護(hù)機(jī)制一是要加強散熱，要求風(fēng)扇轉(zhuǎn)速加快，二是要減少發(fā)熱，給CPU踩剎車，要求降速。為什么要先介紹風(fēng)扇，因為散熱是仿真對電腦的最重要考量因素。同樣配置的臺式機(jī)和筆記本，就因為臺式機(jī)的散熱效果比筆記本好很多，所以同配置（可以理解為同價位）臺式機(jī)的仿真速度會遙遙領(lǐng)先筆記本。這就像一輛好車，臺式機(jī)的速度就像是在高速飛馳，筆記本的速度就像在集市的街道開車，再好的車也開不出高速的速度，就是因為筆記本的散熱差，導(dǎo)致其CPU難以發(fā)揮出真實的水平。所以選擇電腦的第一點，優(yōu)先選擇臺式機(jī)，水冷的優(yōu)點是安靜，對于日常使用的臺式機(jī)，價位3k~6k即可，追求更佳體驗價格上不封頂。

筆記本是一種為了達(dá)到便攜目的，犧牲了非常巨大的性能形成的產(chǎn)物，可以認(rèn)為，筆記本除了便攜，對仿真來說，幾乎沒有優(yōu)點。筆記本定位大概就是用個PPT，寫個Word、開個視頻會議……的作用。但是對于大多數(shù)用戶尤其是學(xué)生，購買臺式機(jī)是一件很不現(xiàn)實的事情，選擇筆記本是毋庸置疑的。和臺式機(jī)一樣，用于數(shù)值仿真的目的，散熱依舊是選擇筆記本的首要因素。比如底座較厚的、風(fēng)扇給力的游戲本，不要選擇超薄本，尤其是沒有風(fēng)扇，散熱很差的超薄本。

CPU

對于仿真而言，散熱優(yōu)秀的電腦無腦沖就可以了，在保證散熱的前提下，CPU也可以考慮其中。處理器的選擇可以從新品，兼容性好來考慮，比如同一品牌處理器，今年新出的N代處理器，就會比去年發(fā)布的N-1代處理器更強，散熱良好保證CPU溫度相同時，N代處理器性能會比N-1代仿真求解的速度稍微快一點，但是N代處理器的散熱不太好的話，N-1代處理器的速度依舊比N代快很多很多。CPU的核數(shù)代表由多少個核心組成，CPU的線程用于多任務(wù)處理，核心數(shù)和線程越多，對并行計算求解具有一定的優(yōu)勢，但是依舊取決于CPU的溫度，取決于散熱水平

內(nèi)存和硬盤

內(nèi)存就是內(nèi)存條，就目前來看，個人使用的內(nèi)存，16G即可滿足日常使用，如果開的任務(wù)比較多，好幾個虛擬機(jī)也在運行、虛擬機(jī)內(nèi)的仿真運行的數(shù)量比較多，可以加到內(nèi)存條至32G，64G內(nèi)存以上的情況，個人使用的話覺得沒必要，土豪隨意。硬盤目前基本都是固態(tài)硬盤了，1T，2T，甚至更大都可以，個人覺得512G用個幾年，軟件、資料一多屬實有點緊張。

GPU顯卡

GPU顯卡為啥在最后，是因為仿真跟顯卡關(guān)系很小，GPU是用于處理圖像、視頻文件這些數(shù)據(jù)和任務(wù)的，仿真的時候一不涉及視頻播放，二不涉及修圖摳圖，集成顯卡一點毛病沒有，來個獨顯2G已經(jīng)非常足夠了。有對顯卡要求較高的比如玩游戲等可以在顯卡上花錢，但對仿真速度來說，幾乎沒有提升。