O Transistor de Efeito de Campo de Semicondutor e Metal (MESFET-“Metal-Semiconductor Field-Effect-Transistor”) é um dos dispositivos semicondutores mais utilizados em aplicações analógicas e digitais.  O nome de transistor de efeito de campo origina-se de seu princípio físico de operação: o mecanismo de controle é baseado no campo elétrico estabelecido pela tensão aplicada no terminal conhecido como Porta (Gate-G). Essa tensão aplicada à Porta controla o fluxo de corrente entre os terminais Fonte (Source-S) e Dreno (Drain-D).

Pode ser usado  como amplificador, oscilador, chave e em circuitos digitais como o dispositivo ativo fundamental. Este transistor é praticamente indispensável em aplicações eletrônicas de alta velocidade, tais como sistemas de comunicações com fibras óticas e satélites, telefonia celular, computadores em geral, etc.

Existe hoje uma necessidade de reduzir o tempo e o custo do desenvolvimento de tais dispositivos e isso tem levado a um crescente interesse em modelá-los e predizer o seu desempenho antes de sua fabricação. Assim, por meio de um modelo, o comportamento real de um dispositivo pode ser simulado teoricamente. Para que tais modelos sejam efetivamente projetados, é importante conhecermos como estes dispositivos operam e sermos capazes de caracterizá-los.

É necessário então desenvolver modelos físicos de MESFETs que permitam a simulação numérica de sua operação, para que possam ser projetados, otimizados e fabricados com a precisão requerida. E quanto mais detalhado for este modelo, maior sua chance de produzir um dispositivo mais eficiente.

2.1-Levantamento e estudo de referências bibliográficas referentes ao Transistor de Efeito de Campo de Semicondutor e Metal (MESFET).

2.2-Estudo da teoria de Física do Estado Sólido e equacionamento dos parâmetros a serem utilizados no modelo.

2.3-Estudo do programa computacional desenvolvido pelo grupo de pesquisa, que simula dispositivos semicondutores utilizando o modelo clássico (Equação de Poisson e Equação da Continuidade), para fins de  entender o seu funcionamento e estudar os problemas de convergência existentes.

2.4-Substituir a  malha uniforme do programa por uma malha adaptativa.

2.5-Acrescentar ao programa sub-rotinas que calculam a transcondutância, a capacitância e a tensão de limiar do dispositivo.

2.6-Redação do relatório final contendo todos os resultados alcançados.

O programa “ddlmesf.for” desenvolvido pelo grupo de pesquisa foi criado em linguagem de programação FORTRAN. Ao ser executado ele nos oferece uma série de dados tais como distribuição de potencial, concentração de elétrons, mobilidade eletrônica, campo elétrico e densidade de corrente, para as condições iniciais pré- estabelecidas.

Esses dados são gerados como tabelas em formato txt, o que permite que sejam convertidos em formato gráfico através de programas com recursos  apropriados. Neste trabalho  o programa MATLAB foi usado como ferramenta para gerar tais gráficos, permitindo assim uma melhor análise dos resultados obtidos.

O modelo bi-dimensional que simulamos foi o drift-diffusion, modelo este que considera o sistema em equilíbrio térmico.

Com este modelo calculamos algumas das características do MESFET , tais como Distribuição de Potencial e  Densidade de Elétrons

Além destes, calculamos também outros parâmetros, como tensão de limiar, transcondutância e  capacitância, os quais também puderam ser representados graficamente.