Die Berechnung von Bauelementkennlinien ist eine wesentliche Aufgabe innerhalb von Technologie-CAD. Der in manchen Fällen für jeden Punkt einer Kennlinie notwendige Einzellauf von MINIMOS, die Verwaltung der hohen Datenmengen und die direkte Einbindung der graphischen Darstellung der Kennlinie kann dem Benutzer von der TCAD-Shell effizient abgenommen werden.
Abbildung: Bedienungspaneel für die Berechnung allgemeiner
Bauelementkennlinien innerhalb der TCAD-Shell.
Das Bedienungspaneel in Abb. 3.11 für den allgemeinen Fall einer Bauelementkennlinie unterscheidet Eingabefelder für Ordinate, Abszisse und Parameter. In Ordinatenrichtung kann aus einer konfigurierbaren Liste vordefinierter Funktionen, im wesentlichen den Bauelementkenngrößen des vorigen Abschnitts, gewählt werden. Für die Abzissenrichtung und für den Parameter der Kennlinie kann aus allen Schlüssel vom Datentyp REAL aller Direktiven eines MINIMOS-Input-Decks gewählt werden. Es wird jeweils Minimalwert, Maximalwert, Schrittweite und Schrittmodus (linear oder logarithmisch) angegeben.
Bestätigt der Benutzer die Eingaben durch Drücken des OK-Knopfs, wird, die Datenunabhängigkeit zwischen den einzelnen Kennlinienpunten ausnützend, für jeden Punkt ein eigener MINIMOS-Lauf definiert und an die Systemqueue abgesetzt. Wird für die Abszisse eine Kontaktspannung gewählt, besteht die Option, durch Verwendung des gleichen Diskretisierungsgitters für alle Punkte einer Kurve des Kennlinienfeldes die manchmal störende, von verschiedene Größen des adaptiven Rechengitters herrührende Unstetigkeit der Kurve auszuschalten. In diesem Fall wird nicht auf der Basis der Kennlinienpunkte, sondern der Kennlinienäste (Parameter) parallelisiert. Die Kennlinienberechnungen erlauben in idealer Weise die von der Subprozeßverwaltung der TCAD-Shell und verteiltem Rechnen unterstützte Parallelisierung auf Einzelprozeßebene. Auf mittelgroßen Workstationclustern mit 5 bis 10 Knoten läßt sich eine Verringerung der Problemlösungszeit für die meisten Aufgaben um diesen Idealfaktor tatsächlich in der Praxis erreichen.
Abbildung: Berechnung allgemeiner Bauelementkennlinien innerhalb
der TCAD-Shell am Beispiel des Kurzkanaleffekts
eines 
-Kanal-MOS-Transistors:
Threshold-Spannung über Kanallänge mit
Parameter Substrat-Source-Spannung.
Bei jedem Eintreffen des Resultats für einen Punkt oder Ast der Kennlinie veranlaßt der zugeordnete Termination-Callback die dynamische Skalierung und Neuzeichnung der graphischen Kennliniendarstellung (vgl. Abb. 3.12). So wird der Benutzer über den aktuellen Stand der Berechnung informiert; er kann seiner Kennlinie beim ,,Wachsen`` zusehen.
Abbildung: Bedienungspaneel zur Berechnung der Ausgangskennlinie eines
Feldeffekttransistors innerhalb der TCAD-Shell.
Abbildung: Graphische Darstellung einer Ausgangskennlinie eines
-Kanal-MOS-Transistors innerhalb der TCAD-Shell.
Um den Anwenderforderungen gerecht zu werden, wurden für die bei Feldeffekttransistoren gebräuchlichsten Kennlinien eigene Bedienungspaneele geschaffen. Unterstützt (und in Kapitel 4 näher besprochenen) werden unter anderem die Ausgangs-, Eingangs-, Subthreshold- und Substratstromkennlinie. Als Beispiel für diese Klasse zeigt Abb. 3.13 das Bedienungspaneel und Abb. 3.14 die graphische Darstellung der Ausgangskennlinie.