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

隧穿場效應晶體管TFET簡介

隧道場效應晶體管(Tunneling Field Effect Transistor, TFET)又稱為隧穿場效應晶體管，它是一種利用柵電極控制溝道區中載流子在其導帶與價帶之間發生帶間隧道穿透(Band-to-Band Tunneling, BTBT)的現象來實現場效應晶體管性能的器件。傳統MOSFET利用外加柵極電壓控制器件溝道區表面的溝道實現漏源之間的導通和關斷狀態的轉換，而TFET則利用柵極電壓控制溝道區中載流子的帶間隧道穿透過程實現器件的導通和關斷。

以n-TFET為例，當沒有外加柵電壓時，由于器件的源區是P型重摻雜，溝道區是輕摻雜的N型區，源與溝道之間的耗盡區使得源區中的電子很難隧穿到溝道區，因此器件處于關斷狀態，且其關態電流小于傳統的MOS器件的關態電流；當外加柵極電壓逐漸增大時，溝道區的能帶不斷下拉；當溝道區的導帶被下拉至源區的價帶以下時，源區與溝道區的能帶開始對齊甚至出現重疊，使得位于源區價帶中的大量電子通過隧穿進入溝道區的導帶，因此使得該器件瞬間由關斷狀態進入導通狀態。由于該轉換過程較傳統MOSFET要迅速得多，因此TFET器件可以有很好的亞閾區特性，其亞閾值斜率有可能低于傳統MOS器件的理想值。

隧穿場效應晶體管TFET仿真

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

利用Sdevice仿真，首先查看TFET在截止和導通時，即在截止（VG =0V）和導通狀態（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結處的導帶被“拉”低，載流子在VDS偏壓作用下隧穿過勢壘區，形成漏源電流IDS 。

其次是查看TFET仿真轉移特性曲線，從下圖可以看到，當柵壓較低時，載流子無法完全隧穿，所以電流較小。當柵壓達到一定值時，柵壓的變化導致能帶，尤其是PN-結處的能帶發生改變，使載流子可以發生隧穿。

PART 02

用于仿真的電腦選擇

本部分內容很水，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，只能以個人經驗來談談對電腦的選擇。這里僅僅提及對個人使用的筆記本和臺式機的選擇，對專業的服務器不作探討，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，請大佬繞行，小白和只會根據外觀選電腦的可以閱讀玩玩。

散熱

電腦里的風扇是一個排風扇，大致由電源VCC、GND和控制轉速的端口作為一個模塊連接到電腦發熱最快的CPU處理器上方，及時把CPU因為計算處理，內部晶體管等發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的工作狀態就越好，如果熱量不能及時被排出去或者CPU處理任務變多，電路的保護機制一是要加強散熱，要求風扇轉速加快，二是要減少發熱，給CPU踩剎車，要求降速。為什么要先介紹風扇，因為散熱是仿真對電腦的最重要考量因素。同樣配置的臺式機和筆記本，就因為臺式機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）臺式機的仿真速度會遙遙領先筆記本。這就像一輛好車，臺式機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，導致其CPU難以發揮出真實的水平。所以選擇電腦的第一點，優先選擇臺式機，水冷的優點是安靜，對于日常使用的臺式機，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到便攜目的，犧牲了非常巨大的性能形成的產物，可以認為，筆記本除了便攜，對仿真來說，幾乎沒有優點。筆記本定位大概就是用個PPT，寫個Word、開個視頻會議……的作用。但是對于大多數用戶尤其是學生，購買臺式機是一件很不現實的事情，選擇筆記本是毋庸置疑的。和臺式機一樣，用于數值仿真的目的，散熱依舊是選擇筆記本的首要因素。比如底座較厚的、風扇給力的游戲本，不要選擇超薄本，尤其是沒有風扇，散熱很差的超薄本。

CPU

對于仿真而言，散熱優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的核數代表由多少個核心組成，CPU的線程用于多任務處理，核心數和線程越多，對并行計算求解具有一定的優勢，但是依舊取決于CPU的溫度，取決于散熱水平

內存和硬盤

內存就是內存條，就目前來看，個人使用的內存，16G即可滿足日常使用，如果開的任務比較多，好幾個虛擬機也在運行、虛擬機內的仿真運行的數量比較多，可以加到內存條至32G，64G內存以上的情況，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系很小，GPU是用于處理圖像、視頻文件這些數據和任務的，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。