Bei transienten Simulationen von
CP-Experimenten
ist das gewünschte Ergebnis der Simulation
die Gleichstromkomponente eines periodischen Stromsignals.
Diese Komponente ist einige Größenordnungen kleiner
als die Spitzenwerte der überlagerten Wechselströme.
Eine Kontaktstrom-Integrationsmethode hoher Genauigkeit
ist für diese Analyse Voraussetzung.
Nicht zuletzt deshalb wurde den in diesem Kapitel
beschriebenen Methoden breiter Raum eingeräumt.
Bei einem CP-Experiment wird eine
periodische trapezförmige Spannung an den Gate-Kontakt
eines MOS-Transistors angelegt.
Bei SOI-Bauelementen kann
eine solche Spannung auch an das Backgate
angelegt werden. Im folgenden soll
jedoch nur der geläufigere Fall des Substrat-MOSFETs
betrachtet werden.
Alle anderen Kontakte
bleiben in Ruhe. An den 
-Übergängen liegt
meist eine kleine Sperrspannung an. Aufgrund des Verzugs in
der Umladung der Grenzflächen- bzw. der Volumenstörstellen
(CP-Effekt [11])
fließt eine kleine Gleichstromkomponente,
die dem sehr kleinen Sperrstrom
der -Übergänge entgegengesetzt ist (Energie wird erzeugt).
Diese Komponente ist den
wesentlich größeren kapazitiven Strömen unterlagert.
Während die Größenordnung der Kapazitätsspitzen
im Bereich von 
liegt, ist die Gleichstromkomponente,
das CP-Signal, im Bereich von 
.
Der Umladung der Störstellen erfolgt größtenteils
während bzw. kurz nach den Rampen der Trapezspannung.
Da die Steig- bzw. Fallzeiten nur einen
Bruchteil der Periode der Trapezspannung ausmachen
und die transienten Ströme schnell abklingen,
ist bei geeigneter Wahl des Anfangspunktes
der Trapezspannung das Bauelement am Ende einer Periode
in sehr guter Näherung im selben (stationären)
Zustand wie am Anfang.
Tabelle 2.5: Simulation eines CP-Experimentes. Alle Werte in 
.
Das System kann als im eingeschwungenen Zustand aufgefaßt werden. Diese Eigenschaft kann bei der numerischen Simulation von CP-Experimenten dahingehend benutzt werden, daß nur eine Periode simuliert zu werden braucht, und die Berücksichtigung etwaiger Einschwingvorgänge entfallen kann. Die Mittelwerte der Kontaktströme über eine Periode der Trapezspannung entsprechen den einzelnen CP-Signalanteilen, insbesondere gilt für die Gleichströme am Substrat-, Source- und Drain-Kontakt:
Der sehr kleine Unterschied kommt von den Sperrströmen
der -Übergänge, die jedoch mehrere Größenordnungen
kleiner als der CP-Anteil sind. Für den Gate-Strom gilt
insbesondere
da das Oxid als ideal isolierend
angenommen wird (keine Oxid-Injektionseffekte berücksichtigt).
In SOI-Bauelementen gilt dasselbe analog
für den durch das vergrabene Oxid isolierten Substratkontakt.
In der Tabelle 2.5 ist das Ergebnis der
Simulation eines CP-Experimentes zusammengefaßt,
wobei wiederum das Linienintegral, die Methode von Nanz und die
neue Methode verglichen werden. Die mit DIS indizierten Zeilen
bezeichnen die Mittelwerte der Verschiebungsströme. Im Unterschied
zu den vorangegangenen Resultaten
wird in der folgenden Darstellung
auf eine Trennung der Ströme in skalare und vektorielle Anteile
verzichtet. Die vier Spalten enthalten die Summen
aus beiden Anteilen für jeden Teilstrom.
Es wurden im MOS-Kanal gleichmäßig verteilte
Grenzflächenstörstellen der Dichte 
Dieser Verteilung wurden zusätzlich an der Drain-Kante
normalverteilte Störstellen mit einem Maximum von
und einer Standardabweichung von
überlagert. Beide Störstellenverteilungen wurden
akzeptorartig und im verbotenen Band gleichverteilt angenommen.
Aufgrund der zusätzlichen Störstellen am Drain
ist die CP-Stromkomponente am Drain-Kontakt ca. zehnmal größer
als am Source-Kontakt. Weiters ist ersichtlich, daß die CP-Komponenten
am Source- und Drain-Kontakt als Elektronenströme,
am Substratkontakt jedoch als
Löcherstrom fließen. Die Kontaktstrom-Summen für Elektronen
und Löcher sind gegengleich, der Wert entspricht exakt
dem CP-Signal am Substratkontakt. Das CP-Signal ist somit
erwartungsgemäß ein reiner Rekombinationsstrom.
Es ist evident, daß das CP-Signal in diesem Fall auch
als Gleichanteil der transienten
Netto-Rekombinationsrate berechnet werden
kann.
Alle drei Methoden liefern ein auf zwei Dezimalstellen identisches
Resultat für die CP-Komponenten,
der Mittelwert des Gate-Stroms ist ebenfalls sehr klein.
Die Summe aller Komponenten
ist für die Methode von Nanz und die neue Methode von
gleicher Größenordnung, für das Linienintegral wesentlich
größer, jedoch von akzeptabler Kleinheit. Dieses
Resultat ist insoferne bemerkenswert, als die Stromsumme der
einzelnen Zeitschritte selbst um bis zu 6 Zehnerpotenzen
größer ist. Eine naheliegende Interpretation dieses Effektes
ist, daß die Stromsumme beim Linienintegral
um Null statistisch verteilt ist, die kleine Stromsumme
der Gleichanteile also durch Mittelwertbildung entsteht.
Eine rigorose Untersuchung etwa der Verteilungsfunktion
der Zufallsvariable Stromsumme wurde jedoch nicht vorgenommen.