半导体技术自诞生起对人类生活产生了巨大影响,同时现代新型半导体器件的研究更离不开仿真软件,而交流特性是衡量半导体器件质量优劣的重要标准.本文重点研究了器件交流模拟的理论基础、边界处理、交流时复数矩阵的建立、将复数矩阵转换为实数矩阵以及大型稀疏矩阵的求解,通过瞬态激励法测试器件的交流特性。主要工作在于交流模拟的理论研究、迁移率模型的选取、交流边界处理、交流仿真模块代码的完成和仿真结果分析。具体如下:1.简单描述本文所涉及到的半导体器件交流理论基础,交流模拟采用的流程和所采用的模拟方法--瞬态激励法,相关的数学物理知识,有限体积法,重点介绍了两个常用的迁移率模型。2.主要推导交流情况器件模型方程的离散,包含数值模拟时变量的选取和缩放,雅克比矩阵的建立和求解,由于交流时形成的矩阵为复数矩阵,经过理论推导可将交流复数矩阵转换为实数矩阵,该实数矩阵可调用直流稳态模拟时所建立实数矩阵。最后重点讨论了交流边界的处理,以及一些特殊边界点的取值。3.通过有限体积法离散得到相应算法,整个模块的算法采用C/C++实现,对于交流时大型稀疏矩阵的求解借助了PETs强大的矩阵求解功能。通过模拟二极管的瞬态特性、晶体管的瞬态特性和AC小信号特性,对物理模型、数值算法和程序代码进行了测试,并将结果与参考资料和理论值进行了分析比较,获得了较理想的效果。本文所采用的算法对于半导体器件模拟软件有很大的参考意义。