31439

شبيه سازي ترانزيستور هاي اثر ميدان تونل زني

مهندسي برق-افزاره ميكرو ونانو

كارشناسي ارشد

1400

1403/07/04

دكتر محمد عظيم كرمي

-

مهندسي برق

در اين پايان‌نامه، به بررسي و بهبود چالش‌هاي موجود در فناوري ترانزيستورهاي اثرميدان و به‌ويژه ترانزيستورهاي اثرميدان تونل زني پرداخته شده است. هدف كلي در اين پايان نامه، ارائه ساختارهاي نوين ترانزيستوري با عملكرد بهتر از لحاظ كاهش نشتي، افزايش جريان حالت روشن و بهبود عملكرد است. در ابتدا، محدوديت‌هاي مقياس‌پذيري فناوري مدارهاي مجتمع و افزاره هاي مورد استفاده در اين تكنولوژي بررسي شده و راهكارهاي مختلفي براي غلبه بر اين محدوديت‌ها، از جمله استفاده از ترانزيستورهاي اثرميدان تونل زني ها، مطرح شده است. يكي از ساختارهاي مورد بررسي، SUTFET است كه با طراحي گيت U شكل خود، جريان حالت روشن را بهبود بخشيده است. ساختار SUTFET به صورت اكسيد گيت پشته‌اي به طور ويژه‌اي طراحي شده است كه در اين طراحي جريان حالت روشن به مقدار A/μm 〖6.21×10〗^(-6) بهبود مي يابد و از طرفي ديگر نيز جريان حالت خاموش ترانزيستور A/μm 〖1.5×10〗^(-11) مي باشد. بنابراين نسبت جريان حالت روشن به حالت خاموش ترانزيستور SUTFET معرفي شده تغييرات چشم گيري با ساير ساختار هاي متداول ديگر داشته است. همچنين، در اين پايان نامه ساختار جديدي از ترانزيستورهاي تونل‌زني بدون اتصال معرفي شده است. اين ساختارها با استفاده از دي‌الكتريك‌هاي ناهمگون و فناوري سيليكون بر روي فضاي خالي توانسته‌ اند شيب زيرآستانه را كاهش دهند. از طرفي ديگر جريان حالت روشن اين ساختار مقدار 2.7×10-6 A/μm نشان مي دهد. اين مقدار جريان حالت روشن؛ باعث افزايش عملكرد ترانزيستور در كاربرد هاي مختلف شده است. نتايج شبيه‌سازي‌هاي انجام شده نشان مي‌دهد كه ساختارهاي جديد معرفي شده عملكرد بهتري نسبت به ساير ترانزيستورهاي متداول دارند و بهبود قابل توجهي در بهره‌وري انرژي و كاهش نشتي از خود نشان مي دهند.

1403/08/12

Simulation of tunneling field effect transistors

9/25/2025 12:00:00 AM

This thesis investigates various structures and solutions to address the challenges associated with Tunnel Field-Effect Transistors (TFETs), focusing on enhancing performance. One of the key structures explored is the SUTFET, which features a U-shaped gate design. This design improves the on-state current to 6.21 × 10⁻⁶ A/μm, while maintaining an off-state current of 1.5 × 10⁻¹¹ A/μm, leading to a significant on/off current ratio improvement over conventional designs. Also, a novel junctionless tunneling transistor structure is introduced, utilizing heterogeneous dielectrics and silicon technology to reduce the subthreshold slope. The on-state current of this structure is2.7 × 10⁻⁶ A/μm, further enhancing the transistor’s performance in various applications. Simulation results demonstrate that these new designs offer superior energy efficiency and reduced leakage compared to existing transistor technologies.

ترانزيستور اثر ميدان تونل زني- تونل زني باند به باند- جريان حالت روشن- شيب زير آستانه

Tunnel Field Effect Transistor - Band to band tunneling - ON state current – Subthreshold slope

sina mehrad

Mohammad Azim Karmi