Моделирование вольт-амперных характеристик резонансно-туннельных структур для решения задач исследования целевых функций в задачах синтеза резонансно-туннельных диодов

Резонансно-туннельный диод (РТД) благодаря возможности целенаправленного синтеза воль-амперной характеристики является одним из наиболее привлекательных нелинейных элементов преобразователей сигналов. Для реализации преимуществ РТД необходима модель его вольт-амперной характеристики (ВАХ), однако существующие модели не позволяют проводить физико-математическую интерпретацию связей между параметрами ВАХ и конструкцией РТД, что делает невозможным анализ целевых функций и, как следствие, выбор метода оптимизации. Отсюда возникает проблема исследования целевых функций, что обуславливает необоснованность выбора метода оптимизации. Для решения обозначенной проблемы разработана компактная аналитическая модель токопереноса, отличительными чертами которой являются учет межэлектронного взаимодействия и отсутствие неопределяемых эмпирических поправочных коэффициентов. Получены оценки концентрации электронов в квантовой яме гетероструктурного канала РТД и самосогласованной поправки к резонансным уровням. Разработанная модель позволяет получать оценки, сравнимые по точности с оценками распределенных моделей на всем участке положительного дифференциального сопротивления ВАХ с относительной погрешностью для AlGaAs-структур не превышающей 1%, что соответствует требованиям задач проектирования современных радиоэлектронных устройств, в частности, устройств преобразования частоты радиосигналов для приемо-передающих систем различного назначения. Таким образом, представленная компактная модель является перспективной для интеграции в системы проектирования устройств на основе РТД.