ارزیابی عملکرد آنالوگ و پارامترهای اثر کانال کوتاه روی ترانزیستور اثر میدان بر پایه عایق توپولوژیک

Abstract

در راستای ارزیابی مواد جدید برای طراحی و شبیه سازی ترانزیستورهای اثر میدان در ابعاد نانومتری، در این مقاله ویژگی‌های الکترونیکی ترانزیستور اثر میدان بر پایه عایق توپولوژیک شبیه‌سازی و بررسی می‌گردد. از آنجا که گپ انرژی در ناحیه کانال این ترانزیستور با استفاده از میدان مغناطیسی عمود قابل‌تنظیم می‌باشد، ابتدا با رسم نمودار جریان بر حسب ولتاژ گیت به‌ازای مقادیر مختلف میدان مغناطیسی عمود، مشخصه‌های جریان مستقیم (<em>DC Characteristics</em>) همچون نسبت جریان روشن به جریان خاموش و ولتاژ آستانه (<em>Threshold voltage</em>) و عوامل مؤثر بر این پارامترها تجزیه و تحلیل می‌گردد. سپس برای ارزیابی اثرات کانال کوتاه، دو پارامتر نوسان زیرآستانه (<em>subthreshold slope</em>) و میزان تنزل سد القاشده ناشی از ولتاژ درین (<em>DIBL</em>) مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج به‌دست‌آمده برای (<em>subthreshold slope</em>) و (<em>DIBL</em>) به‌ازای مغناطش به‌ترتیب مقادیرmV/dec 8.24 و 0.064 را نشان می‌دهد که برای کاربردهای ترانزیستوری بسیار مناسب می‌باشد. در نهایت مشخصه‌های آنالوگ (<em>Analog Characteristics</em>) ترانزیستور شبیه‌سازی‌شده، همچون ترارسانایی (<em>Transconductance</em>)، هدایت خروجی (<em>Output conductance</em>)، مقاومت خروجی (<em>Output resistance</em>) و بهره ولتاژ (<em>Gain</em>) به‌دست‌آمده و عوامل مؤثر بر این پارامترها مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.