АНАЛІТИЧНА МОДЕЛЬ ДЛЯ НАПРУГИ ПЕРЕМИКАННЯ І КОЕФІЦІЄНТА ПІДСИЛЕННЯ CMOS ІНВЕРТОРА З НАНОКАНАЛЬНИМИ 2D ТРАНЗИСТОРАМИ
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2024.4.318865Ключові слова:
CMOS інвертор, 2D наноканальний транзистор, коефіцієнт підсилення, дихалькогеніди, вуглецеві нанотрубкиАнотація
В роботі побудовано аналітичну модель для напруги перемикання і коефіцієнта підсилення CMOS інвертора з наноканальними 2D транзисторами. Одержані вирази дозволяють змоделювати значення цих двох основних параметрів пристрою, що є базою для логічних елементів сучасної нанонелектроніки. Підтверджено можливість створення ефективних інверторів з великим коефіцієнтом підсилення на основі транзисторів з каналами з 2D моношарів дихалькогенідів перехідних металів та з наборів вуглецевих нанотрубок. Показано, що фактором, який обмежує коефіцієнт підсилення, є небажаний у транзисторах ефект зниження канального бар’єру за рахунок стоку (за прямування цього ефекту до нуля коефіцієнт підсилення прямує до нескінченності).
Посилання
Woorham Bae. CMOS Inverter as Analog Circuit: An Overview. J. Low Power Electron. Appl. 9, 26 (2019). https://doi.org/10.3390/jlpea9030026
Filip A. Rasmussen and Kristian S. Thygesen. Computational 2D Materials Database: Electronic Structure of Transition-Metal Dichalcogenides and Oxides. J. Phys. Chem. C119, 13169–13183 (2015).
Keshari Nandan, Amit Agarwal, Somnath Bhowmick and Yogesh S. Chauhan. Two-dimensional semiconductors based field-effect transistors: review of major milestones and challenges. Frontiers in Electronics (2023). https://doi.org/10.3389/felec.2023.1277927
M. V. Strikha, K. O. Korzh. Fundamentalni mezhi dovzhyn kanaliv providnosti polovykh tranzystoriv na monosharakh dykhalkohenidiv perekhidnykh metaliv. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 19, No. 1/2, 4–18 (2022). [in Ukrainian].
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Uzahalnena model Landauera-Datta-Lundstroma v zastosuvanni do transportnykh yavyshch u hrafeni. Ukrainskyi fizychnyi zhurnal. Ohliady. 10, 3–32 (2015). [in Ukrainian].
Jun Huang, Sivasubramanian Somu and Ahmed Busnaina. A molybdenum disulfide/carbon nanotube heterogeneous complementary inverter. Nanotechnology 23, 335203 (2012). https://doi.org/doi:10.1088/0957-4484/23/33/335203
Ah-Jin Cho, Kee Chan Park & Jang-Yeon Kwon. A high-performance complementary inverter based on transition metal dichalcogenide field-effect transistors. Nanoscale Research Letters, 10, 115 (2015).
F. F. Mao, Z. Jin, L. Y. Shang, Z. G. Hu, and J. H. Chu. Static characteristics of CMOS digital circuit based on transition metal dichalcogenide transistors. AIP Advances 9, 085031 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5112078
M. Lundstrom, Fundamentals of Nanotransistors (Singapore: World Scientific: 2018). https://nanohub.org/courses/NT
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Fizyka nanotranzystoriv: ustrii, metryka ta keruvannia. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 15, No. 4, 18–40 (2018). [in Ukrainian].
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Fizyka nanotranzystoriv: rozsiiannia elektroniv i model prokhodzhennia MOSFET. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 17, No. 2, 16–34 (2020). [in Ukrainian].
M. V. Strikha, K. O. Korzh. Analytical model for a subthreshold swing in a mosfet with a source based on cold metal. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 20, No. 3, 30–37 (2023). [in Ukrainian].
CMOS inverter: DC analysis: https://www.egr.msu.edu/classes/ece410/mason/files/Ch7.pdf; CMOS inverter: https://bjpcjp.github.io/pdfs/cmos_layout_sim/ch11-inverter.pdf
Yu. O. Kruglyak, M. V. Strikha. Physics of nanotransistors: mosfet theory in traditional approach, zero level virtual source model, and depletion approximation. Sens. elektron. mikrosist. tehnol. 16, No. 1, 24–49 (2019). [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
