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(qū)中載流子在其導帶與價帶之間發(fā)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(qū)表面的溝道實現漏源之間的導通和關斷狀態(tài)的轉換，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(qū)是P型重摻雜，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)，因此器件處于關斷狀態(tài)，且其關態(tài)電流小于傳統的MOS器件的關態(tài)電流；當外加柵極電壓逐漸增大時，溝道區(qū)的能帶不斷下拉；當溝道區(qū)的導帶被下拉至源區(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重疊，使得位于源區(qū)價帶中的大量電子通過隧穿進入溝道區(qū)的導帶，因此使得該器件瞬間由關斷狀態(tài)進入導通狀態(tài)。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(qū)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(qū)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(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結處的導帶被“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(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(yè)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(fā)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(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(fā)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(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，水冷的優(yōu)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(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(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(yōu)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(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。