隧穿场效应晶体管工作原理

日期:2024-05-08 分类:产品知识 浏览:409 来源:


隧穿场效应晶体管工作原理

隧穿场效应晶体管(TFET)的工作原理是带间隧穿,其S可以突破60mV/decade的限制,而且TFET的Ioff非常低,所以TFET的工作电压可以进一步地降低。


在比较小的栅电压条件下,TFET的Ion和Ion/Ioff都会大于传统MOSFTE的Ion和Ion/Ioff。所以TFET被看做是非常有前景的低工作电压和低功耗的逻辑CMOS器件。


除了使用多栅结构提高器件的栅控能力和S小于60mV/decade的TFET,另一种减小集成电路功耗的方法是降低晶体管的工作电压Vdd。


传统的MOSFET等比例缩小原则假设阈值电压也能等比例的缩小,但是实际上阈值电压并不遵循这样的原则。所以持续地减小工作电压必然会导致栅极的驱动能力(Vdd-Vth)降低。


当栅极驱动能力降低时,器件的驱动电流Ion会减小。Ion的减小使器件的延迟(t=CVdd/Ion)增加或者器件的开关速度减小。由于InAs和GaAs的电子迁移率高于Si的电子迁移率,Ge和

InSb的空穴迁移率高于Si的空穴迁移率,如果选用上述高迁移率的材料作为器件的沟道材料可以缓解(Vdd-Vth)的降低带来的Ion减小,所以在高速度和低功耗的集成电路中,III-V材料

和Ge都是很有前景的器件沟道材料。



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