Análisis de un modelo aproximado para el ancho de la región de agotamiento de los transistores planares sin unión
Autores: Nowbahari, Arian; Roy, Avisek; Nadeem Akram, Muhammad; Marchetti, Luca
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Análisis de un modelo aproximado para el ancho de la región de agotamiento de los transistores planares sin unión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ancho de la región de agotamiento
Modelo analítico
Simulaciones numéricas
Concentración de donantes
Voltaje umbral
Voltaje de banda plana
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, investigamos la precisión del modelo analítico aproximado actualmente utilizado por muchos investigadores para describir el ancho de la región de agotamiento en transistores planares sin unión (PJLT). El análisis propuesto fue respaldado por simulaciones numéricas realizadas en el software COMSOL Multiphysics. Al comparar los resultados numéricos y el modelo analítico aproximado del ancho de la región de agotamiento, calculamos que el modelo introduce un error cuadrático medio máximo igual a la concentración de donantes en el sustrato. El error máximo se alcanza cuando el voltaje de la compuerta se acerca al voltaje umbral () o cuando se acerca al voltaje de banda plana () del transistor. A partir de estos resultados, concluimos que este modelo no puede utilizarse para determinar con precisión el voltaje de banda plana y el voltaje umbral del transistor, aunque representa un método directo para estimar el ancho de la región de agotamiento en PJLT. Al utilizar el modelo analítico aproximado, extraímos una fórmula analítica que describe la concentración de electrones en el límite ideal de la región de agotamiento. Esta fórmula aproxima los datos numéricos extraídos de COMSOL con un error relativo inferior al . En nuestra opinión, la fórmula propuesta es tan útil como la fórmula del modelo analítico aproximado porque permite estimar la posición de la región de agotamiento incluso cuando los terminales de drenaje y fuente no están conectados a tierra. Concluimos que la fórmula analítica propuesta al final de este trabajo podría ser útil para determinar la posición del límite de la región de agotamiento en simulaciones numéricas y en representaciones gráficas proporcionadas por el software COMSOL Multiphysics.
Descripción
En este trabajo, investigamos la precisión del modelo analítico aproximado actualmente utilizado por muchos investigadores para describir el ancho de la región de agotamiento en transistores planares sin unión (PJLT). El análisis propuesto fue respaldado por simulaciones numéricas realizadas en el software COMSOL Multiphysics. Al comparar los resultados numéricos y el modelo analítico aproximado del ancho de la región de agotamiento, calculamos que el modelo introduce un error cuadrático medio máximo igual a la concentración de donantes en el sustrato. El error máximo se alcanza cuando el voltaje de la compuerta se acerca al voltaje umbral () o cuando se acerca al voltaje de banda plana () del transistor. A partir de estos resultados, concluimos que este modelo no puede utilizarse para determinar con precisión el voltaje de banda plana y el voltaje umbral del transistor, aunque representa un método directo para estimar el ancho de la región de agotamiento en PJLT. Al utilizar el modelo analítico aproximado, extraímos una fórmula analítica que describe la concentración de electrones en el límite ideal de la región de agotamiento. Esta fórmula aproxima los datos numéricos extraídos de COMSOL con un error relativo inferior al . En nuestra opinión, la fórmula propuesta es tan útil como la fórmula del modelo analítico aproximado porque permite estimar la posición de la región de agotamiento incluso cuando los terminales de drenaje y fuente no están conectados a tierra. Concluimos que la fórmula analítica propuesta al final de este trabajo podría ser útil para determinar la posición del límite de la región de agotamiento en simulaciones numéricas y en representaciones gráficas proporcionadas por el software COMSOL Multiphysics.