|
|
|
|
طراحی و شبیهسازی دیود اثرمیدانی با تحرک الکترونی بالا مبتنی بر algan/gan
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
غفوری تارا ,معنوی زاده نگین ,حسینی قیداری متینه سادات
|
|
منبع
|
مواد و فناوري هاي پيشرفته - 1400 - دوره : 10 - شماره : 2 - صفحه:59 -69
|
|
چکیده
|
طراحان سیستم روی تراشههای جدید سعی در گنجاندن ملزومات بیشتری در طراحی بلوکهای ساختاری دارند تا مدارهای مجتمع دیجیتالی قابل اطمینان با چگالی بالا، سرعت کلیدزنی بالا و توان مصرفی پائین ارائه دهند. در این مقاله، افزاره جدیدی بهنام دیود اثر میدانی با تحرک الکترونی بالا (hemfed) بر پایه algan/gan با موفقیت طراحی شده است. به منظور جلوگیری از نشت لایه بافر gan و کاهش تاثیر مخرب تلههای این لایه بر روی رفتار انتقالی گاز الکترون دو بعدی (2deg)، یک لایه جداساز aln در ساختار ناهمگون به کار رفته است. ساختار پیشنهادی، نسبت جریان روشن به خاموش (ion/ioff) را تا 107×88/4 برابر نسبت به همتای ترانزیستور با تحرک الکترونی بالا (hemt) بر پایه algan/gan، 108×20/8 برابر نسبت به همتای ترانزیستور اثر میدانی فلزاکسیدنیمههادی (mosfet)، و 104×05/9 برابر نسبت به همتای دیود اثر میدانی (fed) بر پایه si در ولتاژ تغذیه v 8/1 بهبود میدهد. این برتری ناشی از برقراری یک میدان الکتریکی قوی به میزان kv/cm 800 در ناحیه 2deg ساختار ناهمگون پیشنهادی وتسریع حرکت حاملهای الکترون صفحهای در کانال میباشد. از اینرو، این افزاره در کاربردهای دیجیتالی سرعت بالا و توان مصرفی پایین قابلیت استفاده دارد.
|
|
کلیدواژه
|
دیود اثر میدانی با تحرک الکترونی بالا، نسبت جریان روشن به جریان خاموش، پیوند ناهمگون، نشت لایه بافر
|
|
آدرس
|
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی برق, ایران, دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی برق, ایران, دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی, دانشکده مهندسی برق, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
matinehhoseini97@gmail.com
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Design and Simulation of AlGaN/GaN High Electron Mobility Field-Effect Diode
|
|
|
|
|
Authors
|
Ghafouri Tara ,Manavizadeh Negin ,Hosseini Matineh
|
|
Abstract
|
Modern systemonchip (SoC) designers are trying to include more considerations in designing building blocks to present reliable integrated digital circuits as well as highdensity, highspeed, and lowpower ones. In this paper, an innovative device socalled High Electron Mobility FieldEffect Diode (HEMFED) is successfully designed based on AlGaN/GaN. To prohibit leakage of GaN buffer layer and weaken the impact of the buffer traps on electrical transport properties of twodimensional electron gas (2DEG), AlN spacer layer is embedded in the heterostructure. The proposed structure enhances ION/IOFF ratio up to 4.88×107 times compared to the AlGaN/GaN High Electron Mobility FieldEffect Transistor (HEMT) counterpart, 8.20×108 times compared to the MetalOxideSemiconductor FieldEffect Transistor (MOSFET) counterpart, and 9.05×104 times compared to the Si FieldEffect Diode (FED) counterpart, at a supply voltage of VDD=1.8 V. This superiority of the proposed device is referred to the formation of a strong electric field of 800 kV/cm in 2DEEG and the precipitation of electron sheet carriers in the channel. Accordingly, the proposed device can be utilized in highspeed and lowpower digital applications.
|
|
Keywords
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|