Un modelo compacto de doble compuerta mejorado para transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono con un efecto de compuerta trasera e implementación de circuitos
Autores: Chen, Zhifeng; Zhang, Yuyan; Jiang, Jianhua; Chen, Chengying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un modelo compacto de doble compuerta mejorado para transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono con un efecto de compuerta trasera e implementación de circuitos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Doble compuerta
CNTFET
Efecto de compuerta trasera
Modelo compacto
Regulación de referencia de voltaje
Verilog-A
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
En comparación con el CNTFET de una sola compuerta, las estructuras de doble compuerta tienen un mejor control electrostático sobre los canales conductores de nanocables. Sin embargo, actualmente, hay una investigación insuficiente sobre el efecto de la compuerta trasera en un modelo compacto de CNTFET de doble compuerta. Este artículo presenta un modelo compacto mejorado de transistor de efecto de campo de nanotubo de carbono (CNTFET) de doble compuerta. La relación funcional entre el voltaje de la compuerta trasera () y el voltaje umbral () se deriva. Y se adopta un mecanismo de regulación de referencia de voltaje para que el efecto de la compuerta trasera se refleje con precisión en las características de transferencia de CC. Se analiza la influencia del voltaje de la compuerta y del voltaje de drenaje en la probabilidad de transmisión. Mientras tanto, la corriente de drenaje se optimiza modificando la ecuación de movilidad. Este modelo compacto se construye basado en el lenguaje de hardware Verilog-A y es compatible con la herramienta de simulación Hspice. Dentro del voltaje de suministro de 2 V, los resultados de la simulación del modelo compacto propuesto están en buena concordancia con los resultados de medición. Finalmente, basándose en el modelo compacto, se diseña un amplificador operacional para verificar su corrección y viabilidad en circuitos integrados analógicos. Cuando el voltaje de suministro es de 1.8 V y la capacitancia de carga es de 2 pF, la ganancia es de 11.8 dB y el ancho de banda de ganancia unitaria (UGB) es de 214 kHz, lo que demuestra la eficiencia de nuestro modelo compacto.
Descripción
En comparación con el CNTFET de una sola compuerta, las estructuras de doble compuerta tienen un mejor control electrostático sobre los canales conductores de nanocables. Sin embargo, actualmente, hay una investigación insuficiente sobre el efecto de la compuerta trasera en un modelo compacto de CNTFET de doble compuerta. Este artículo presenta un modelo compacto mejorado de transistor de efecto de campo de nanotubo de carbono (CNTFET) de doble compuerta. La relación funcional entre el voltaje de la compuerta trasera () y el voltaje umbral () se deriva. Y se adopta un mecanismo de regulación de referencia de voltaje para que el efecto de la compuerta trasera se refleje con precisión en las características de transferencia de CC. Se analiza la influencia del voltaje de la compuerta y del voltaje de drenaje en la probabilidad de transmisión. Mientras tanto, la corriente de drenaje se optimiza modificando la ecuación de movilidad. Este modelo compacto se construye basado en el lenguaje de hardware Verilog-A y es compatible con la herramienta de simulación Hspice. Dentro del voltaje de suministro de 2 V, los resultados de la simulación del modelo compacto propuesto están en buena concordancia con los resultados de medición. Finalmente, basándose en el modelo compacto, se diseña un amplificador operacional para verificar su corrección y viabilidad en circuitos integrados analógicos. Cuando el voltaje de suministro es de 1.8 V y la capacitancia de carga es de 2 pF, la ganancia es de 11.8 dB y el ancho de banda de ganancia unitaria (UGB) es de 214 kHz, lo que demuestra la eficiencia de nuestro modelo compacto.