Demostración de un doblador de frecuencia utilizando un transistor de efecto de campo de túnel con dopaje de doble bolsillo
Autores: Kim, Jang Hyun; Kim, Hyunwoo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Demostración de un doblador de frecuencia utilizando un transistor de efecto de campo de túnel con dopaje de doble bolsillo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Tfet
Duplicación de frecuencia
Características de corriente
Dopaje de bolsillo
Circuitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se propone un doblador de frecuencia que consiste en un transistor de efecto de campo de túnel (TFET) con dopaje de doble bolsillo, y su funcionamiento se verifica mediante simulaciones de diseño asistido por ordenador (TCAD). La operación de doblado de frecuencia es importante para tener características de corriente simétricas, que eliminan armónicos impares y la necesidad de circuitos de filtro adicionales. El TFET propuesto tiene corrientes intrínsecamente bidireccionales y controlables que pueden ser implementadas mediante dopaje de bolsillo, que se encuentra en la unión entre la región de la fuente/drenaje (S/D) y la región del canal, para modificar las probabilidades de túnel. Las corrientes de fuente-a-canal () y de canal-a-drenaje () pueden ser cambiadas independientemente gestionando la concentración de dopaje de cada bolsillo en los lados de la fuente y del drenaje ( y ). Después de eso, el proceso de coincidencia de corriente fue investigado a través de y divisiones, respectivamente. Sin embargo, se descubrió que la condición de dopaje optimizada lograda a nivel de dispositivo (es decir, una evaluación del transistor) no es adecuada para una operación de doblador de frecuencia porque la caída de voltaje generada por una resistencia de carga en la configuración del circuito del doblador de frecuencia hace que las corrientes estén desbalanceadas entre y . Por lo tanto, después de que la coincidencia de corriente simétrica se realizara optimizando y a nivel de circuito, se vio claramente que la frecuencia de salida se duplicaba en comparación con la señal sinusoidal de entrada. Además, se investigaron los efectos de las variaciones de dopaje de S/D y de bolsillo que pueden ocurrir durante la integración del proceso para determinar cuánto afectan las multiplicaciones de frecuencia, y estas variaciones tienen inmunidad a los cambios de dopaje de S/D y de longitud de bolsillo. Además, se evaluó el impacto de la escalabilidad del dispositivo con variaciones de longitud de compuerta (). Basándose en estos hallazgos, se espera que el doblador de frecuencia propuesto ofrezca beneficios para el diseño de circuitos y aplicaciones de baja potencia en comparación con el convencional.
Descripción
En este estudio, se propone un doblador de frecuencia que consiste en un transistor de efecto de campo de túnel (TFET) con dopaje de doble bolsillo, y su funcionamiento se verifica mediante simulaciones de diseño asistido por ordenador (TCAD). La operación de doblado de frecuencia es importante para tener características de corriente simétricas, que eliminan armónicos impares y la necesidad de circuitos de filtro adicionales. El TFET propuesto tiene corrientes intrínsecamente bidireccionales y controlables que pueden ser implementadas mediante dopaje de bolsillo, que se encuentra en la unión entre la región de la fuente/drenaje (S/D) y la región del canal, para modificar las probabilidades de túnel. Las corrientes de fuente-a-canal () y de canal-a-drenaje () pueden ser cambiadas independientemente gestionando la concentración de dopaje de cada bolsillo en los lados de la fuente y del drenaje ( y ). Después de eso, el proceso de coincidencia de corriente fue investigado a través de y divisiones, respectivamente. Sin embargo, se descubrió que la condición de dopaje optimizada lograda a nivel de dispositivo (es decir, una evaluación del transistor) no es adecuada para una operación de doblador de frecuencia porque la caída de voltaje generada por una resistencia de carga en la configuración del circuito del doblador de frecuencia hace que las corrientes estén desbalanceadas entre y . Por lo tanto, después de que la coincidencia de corriente simétrica se realizara optimizando y a nivel de circuito, se vio claramente que la frecuencia de salida se duplicaba en comparación con la señal sinusoidal de entrada. Además, se investigaron los efectos de las variaciones de dopaje de S/D y de bolsillo que pueden ocurrir durante la integración del proceso para determinar cuánto afectan las multiplicaciones de frecuencia, y estas variaciones tienen inmunidad a los cambios de dopaje de S/D y de longitud de bolsillo. Además, se evaluó el impacto de la escalabilidad del dispositivo con variaciones de longitud de compuerta (). Basándose en estos hallazgos, se espera que el doblador de frecuencia propuesto ofrezca beneficios para el diseño de circuitos y aplicaciones de baja potencia en comparación con el convencional.