МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ
Проблематика. Розглядається проблема розробки інструментальних засобів для математичного моделювання стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-структур за умов впливу додаткового фактору – потужного надвисокочастотного (НВЧ) електромагнітного поля. Задача важлива для спеціалістів у с...
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
2023-10-01
|
| Series: | KPI Science News |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://scinews.kpi.ua/article/view/268688 |
| _version_ | 1797356716627591168 |
|---|---|
| author | Igor Moroz Andriy Bomba |
| author_facet | Igor Moroz Andriy Bomba |
| author_sort | Igor Moroz |
| collection | DOAJ |
| description | Проблематика. Розглядається проблема розробки інструментальних засобів для математичного моделювання стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-структур за умов впливу додаткового фактору – потужного надвисокочастотного (НВЧ) електромагнітного поля. Задача важлива для спеціалістів у сфері НВЧ електроніки, оскільки p-i-n-структури використовуються, зокрема, для комутації потужних електромагнітних полів і у якості захисних пристроїв вхідних трактів радіотехнічних систем.
Мета дослідження. Полягає у розробці методології моделювання розподілу концентрації електронно-діркової плазми в активній області плазмових діодів з урахуванням впливу на динаміку носіїв заряду проникаючого в активну область НВЧ випромінювання та розвитку асимптотичних методів розв'язання відповідних сингулярно збурених нелінійних задач.
Методика реалізації. Досягнення мети забезпечується застосуванням методів пограничного шару, комплексних амплітуд та класичних аналітико-числових методів розв’язання крайових задач для систем звичайних диференціальних рівнянь.
Результати дослідження. Запропоновано узагальнену математичну модель стаціонарного стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-діодів у гідродинамічному наближенні, яка враховує вплив на процеси у плазмі НВЧ випромінювання. Основу моделі складає нелінійна сингулярно збурена крайова задача для системи рівнянь неперервності електронно-діркових струмів та Пуассона. Модельна крайова задача приведена до рекурентної послідовності лінійних крайових задач. Знайдено розв’язки поставленої задачі у вигляді асимтотичних рядів, що містять стаціонарну і нестаціонарну складові. Особливістю запропонованої математичної моделі є те, що вона відображає ефект детектування електромагнітної НВЧ ТЕ-подібної хвилі на неоднорідності розподілу концентрації носіїв заряду у активній області p-i-n-діода.
Висновки. Розроблено методологію моделювання стаціонарного стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-діодів з урахуванням впливу на динаміку носіїв заряду проникаючого в активну область НВЧ випромінювання. |
| first_indexed | 2024-03-08T14:30:37Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-f82e0f04e4964be086601a61d3f4a32c |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2617-5509 2663-7472 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-08T14:30:37Z |
| publishDate | 2023-10-01 |
| publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute |
| record_format | Article |
| series | KPI Science News |
| spelling | doaj.art-f82e0f04e4964be086601a61d3f4a32c2024-01-12T12:04:31ZengIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic InstituteKPI Science News2617-55092663-74722023-10-011351-2516410.20535/kpisn.2022.1-2.268688306702МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬIgor Moroz0https://orcid.org/0000-0001-6381-2266Andriy Bomba1https://orcid.org/0000-0001-5528-4192Національний університет водного господарства та природокористуванняНаціональний університет водного господарства та природокористування; інститут автоматики, кібернетики та обчислювальної техніки; кафедра комп’ютерних наук та прикладної математикиПроблематика. Розглядається проблема розробки інструментальних засобів для математичного моделювання стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-структур за умов впливу додаткового фактору – потужного надвисокочастотного (НВЧ) електромагнітного поля. Задача важлива для спеціалістів у сфері НВЧ електроніки, оскільки p-i-n-структури використовуються, зокрема, для комутації потужних електромагнітних полів і у якості захисних пристроїв вхідних трактів радіотехнічних систем. Мета дослідження. Полягає у розробці методології моделювання розподілу концентрації електронно-діркової плазми в активній області плазмових діодів з урахуванням впливу на динаміку носіїв заряду проникаючого в активну область НВЧ випромінювання та розвитку асимптотичних методів розв'язання відповідних сингулярно збурених нелінійних задач. Методика реалізації. Досягнення мети забезпечується застосуванням методів пограничного шару, комплексних амплітуд та класичних аналітико-числових методів розв’язання крайових задач для систем звичайних диференціальних рівнянь. Результати дослідження. Запропоновано узагальнену математичну модель стаціонарного стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-діодів у гідродинамічному наближенні, яка враховує вплив на процеси у плазмі НВЧ випромінювання. Основу моделі складає нелінійна сингулярно збурена крайова задача для системи рівнянь неперервності електронно-діркових струмів та Пуассона. Модельна крайова задача приведена до рекурентної послідовності лінійних крайових задач. Знайдено розв’язки поставленої задачі у вигляді асимтотичних рядів, що містять стаціонарну і нестаціонарну складові. Особливістю запропонованої математичної моделі є те, що вона відображає ефект детектування електромагнітної НВЧ ТЕ-подібної хвилі на неоднорідності розподілу концентрації носіїв заряду у активній області p-i-n-діода. Висновки. Розроблено методологію моделювання стаціонарного стану електронно-діркової плазми в активній області p-i-n-діодів з урахуванням впливу на динаміку носіїв заряду проникаючого в активну область НВЧ випромінювання.http://scinews.kpi.ua/article/view/268688сингулярністьасимптотичний рядпримежова поправкаелектронно-діркова плазмаp-i-n-діод |
| spellingShingle | Igor Moroz Andriy Bomba МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ KPI Science News сингулярність асимптотичний ряд примежова поправка електронно-діркова плазма p-i-n-діод |
| title | МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ |
| title_full | МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ |
| title_fullStr | МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ |
| title_full_unstemmed | МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ |
| title_short | МОДЕЛЮВАННЯ ДИФУЗІЙНО-ДРЕЙФОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОННО-ДІРКОВІЙ ПЛАЗМІ АКТИВНОЇ ОБЛАСТІ P-I-N-ДІОДІВ В УМОВАХ ПРОНИКАЮЧОЇ В ПЛАЗМУ НВЧ-ХВИЛІ МЕТОДАМИ ТЕОРІЇ ЗБУРЕНЬ |
| title_sort | моделювання дифузійно дрейфових процесів в електронно дірковій плазмі активної області p i n діодів в умовах проникаючої в плазму нвч хвилі методами теорії збурень |
| topic | сингулярність асимптотичний ряд примежова поправка електронно-діркова плазма p-i-n-діод |
| url | http://scinews.kpi.ua/article/view/268688 |
| work_keys_str_mv | AT igormoroz modelûvannâdifuzíjnodrejfovihprocesívvelektronnodírkovíjplazmíaktivnoíoblastípindíodívvumovahpronikaûčoívplazmunvčhvilímetodamiteoríízburenʹ AT andriybomba modelûvannâdifuzíjnodrejfovihprocesívvelektronnodírkovíjplazmíaktivnoíoblastípindíodívvumovahpronikaûčoívplazmunvčhvilímetodamiteoríízburenʹ |