• 제목/요약/키워드: Short-channel effects

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RF용 Silicon MOSFET 등가회로 모델의 변수추출에 관한 연구 (A study on parameter extraction for equivalent circuit model of RF silicon MOSFETs)

  • 이성현;류현규
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권12호
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    • pp.54-61
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    • 1997
  • An accurate extraction technique is developed to determine full euqivalent circuit parameters of Si MOSFETs using 1 set of measured S-parametes without complicated optimization process. This technique is based on the use of anlytic Z-parameters experessions for resistances and inductances and the Y-parameter ones for ntrinsic parameters. This accuracy is proved over the wide range of gate voltage by observing good agreement between measured and fitted Z-parameter equations and frequency-independent response of the extracted intrinsic parameters. Using this technique, gate voltage-dependencies of model parameters are obained in the saturation region and these results show the similar behavior to the short-channel effects expected from the device theory.

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An Analytical Modeling and Simulation of Dual Material Double Gate Tunnel Field Effect Transistor for Low Power Applications

  • Arun Samuel, T.S.;Balamurugan, N.B.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제9권1호
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    • pp.247-253
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    • 2014
  • In this paper, a new two dimensional (2D) analytical modeling and simulation for a Dual Material Double Gate tunnel field effect transistor (DMDG TFET) is proposed. The Parabolic approximation technique is used to solve the 2-D Poisson equation with suitable boundary conditions and analytical expressions for surface potential and electric field are derived. This electric field distribution is further used to calculate the tunnelling generation rate and thus we numerically extract the tunnelling current. The results show a significant improvement in on-current characteristics while short channel effects are greatly reduced. Effectiveness of the proposed model has been confirmed by comparing the analytical results with the TCAD simulation results.

얽힘상태 광을 이용한 광학계에서 잡광이 동시계수에 미치는 영향 (Effects of noise on coincidence detection in an optical system with entangled state photons)

  • 김헌오;고정훈;박구동;엄영호;김태수
    • 한국광학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.263-269
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    • 2001
  • 두 검출기를 이용하여 매개하향변환과정에서 발생하는 광자쌍을 동시계수할 때 배경 및 잡광이 동시계수에 미치는 영향을 조사하였다. 열광원에서 나온 광자들이 광자쌍과 함께 입사할 때 측정장치 내에서 분해시간에 의해 이러한 잡광을 효과적으로 제거하기 때문에 광자쌍의 동시계수에는 전형 영향을 미치지 않았다. 이러한 얽힘 상태의 광원의 동시계수 측정방법은 신호광의 손실이나 잡광의 영향을 최소화하는 정보처리와 전송 및 통신체계에 효과적으로 이용될 수 있다.

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An Analytical Modeling of Threshold Voltage and Subthreshold Swing on Dual Material Surrounding Gate Nanoscale MOSFETs for High Speed Wireless Communication

  • Balamurugan, N.B.;Sankaranarayanan, K.;Amutha, P.;John, M. Fathima
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제8권3호
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    • pp.221-226
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    • 2008
  • A new two dimensional (2-D) analytical model for the Threshold Voltage on dual material surrounding gate (DMSG) MOSFETs is presented in this paper. The parabolic approximation technique is used to solve the 2-D Poisson equation with suitable boundary conditions. The simple and accurate analytical expression for the threshold voltage and sub-threshold swing is derived. It is seen that short channel effects (SCEs) in this structure is suppressed because of the perceivable step in the surface potential which screens the drain potential. We demonstrate that the proposed model exhibits significantly reduced SCEs, thus make it a more reliable device configuration for high speed wireless communication than the conventional single material surrounding gate (SMSG) MOSFETs.

Submicron MOSTransistor에서 Hot-Carrier에 의한 열화현상의 연구 (Hot-Carrier Induced Degradation in Submicron MOS Transistor)

  • 최병진;강광남
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1987년도 전기.전자공학 학술대회 논문집(I)
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    • pp.469-472
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    • 1987
  • The hot-carrier induced degradation in very short-channel MOSFET was studied systematically. Under the traditional DC stress conditions, the threshold voltage shift (${\Delta}Vt$) and the transconductance degradation (${\Delta}Gm$/(Gmo-${\Delta}Gm$)) were confirmed to depend exponentially on the stress time and the dependency between the two parameters was proved to be linear. And the degradation due to the DC stress across gate and drain was studied. As the AC dynamic process is more realistic in actual device operation, the effects of dynamic stresses were studied.

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Analytical Surface Potential Model with TCAD Simulation Verification for Evaluation of Surrounding Gate TFET

  • Samuel, T.S. Arun;Balamurugan, N.B.;Niranjana, T.;Samyuktha, B.
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제9권2호
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    • pp.655-661
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    • 2014
  • In this paper, a new two dimensional (2D) analytical modeling and simulation for a surrounding gate tunnel field effect transistor (TFET) is proposed. The Parabolic approximation technique is used to solve the 2-D Poisson equation with suitable boundary conditions and analytical expressions for surface potential and electric field are derived. This electric field distribution is further used to calculate the tunneling generation rate and thus we numerically extract the tunneling current. The results show a significant improvement in on-current characteristics while short channel effects are greatly reduced. Effectiveness of the proposed model has been confirmed by comparing the analytical results with the TCAD simulation results.

A novel approach for designing of variability aware low-power logic gates

  • Sharma, Vijay Kumar
    • ETRI Journal
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    • 제44권3호
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    • pp.491-503
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    • 2022
  • Metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs) are continuously scaling down in the nanoscale region to improve the functionality of integrated circuits. The scaling down of MOSFET devices causes short-channel effects in the nanoscale region. In nanoscale region, leakage current components are increasing, resulting in substantial power dissipation. Very large-scale integration designers are constantly exploring different effective methods of mitigating the power dissipation. In this study, a transistor-level input-controlled stacking (ICS) approach is proposed for minimizing significant power dissipation. A low-power ICS approach is extensively discussed to verify its importance in low-power applications. Circuit reliability is monitored for process and voltage and temperature variations. The ICS approach is designed and simulated using Cadence's tools and compared with existing low-power and high-speed techniques at a 22-nm technology node. The ICS approach decreases power dissipation by 84.95% at a cost of 5.89 times increase in propagation delay, and improves energy dissipation reliability by 82.54% compared with conventional circuit for a ring oscillator comprising 5-inverters.

DGMOSFET의 항복전압에 관한 연구 (A Study on Breakdown Voltage of Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.693-695
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    • 2012
  • 본 연구에서는 DGMOSFET의 항복전압에 대하여 고찰할 것이다. 이를 위하여 포아송방정식의 분석학적 해를 이용하였으며 Fulop의 항복전압 조건을 사용하였다. DGMOSFET는 게이트길이가 나노단위까지 사용가능한 소자로서 단채널효과를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나 단채널에서 나타나는 항복전압의 감소는 피할 수 없으므로 이에 대한 연구가 필요하다. 포아송방정식을 풀 때 사용하는 전하분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였으며 이때 이중게이트 MOSFET의 소자크기에 따라 항복전압의 변화를 관찰하였다. 본 연구의 전위모델에 대한 타당성은 이미 기존에 발표된 논문에서 입증하였으며 본 연구에서는 이 모델을 이용하여 항복전압을 분석할 것이다. DGMOSFET의 항복전압을 관찰한 결과, 채널길이가 감소할수록 그리고 도핑농도가 증가할수록 항복전압이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 게이트산화막두께 및 채널두께에 따라서 항복전압의 변화가 관찰되었다.

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비대칭 이중게이트 MOSFET의 차단전류에 대한 전도중심 의존성 분석 (Analysis of Conduction-Path Dependent Off-Current for Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.575-580
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    • 2015
  • 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET는 단채널 효과를 감소시킬 수 있는 새로운 구조의 트랜지스터이다. 본 연구에서는 비대칭 DGMOSFET의 전도중심에 따른 차단전류를 분석하고자 한다. 전도중심은 채널 내 캐리어의 이동이 발생하는 상단게이트에서의 평균거리로써 상하단 게이트 산화막 두께를 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에서 산화막 두께에 따라 변화하는 요소이며 상단 게이트 전압에 따른 차단전류에 영향을 미치고 있다. 전도중심을 구하고 이를 이용하여 상단 게이트 전압에 따른 차단전류를 계산함으로써 전도중심이 차단전류에 미치는 영향을 산화막 두께 및 채널길이 등을 파라미터로 분석할 것이다. 차단전류를 구하기 위하여 포아송방정식으로부터 급수 형태의 해석학적 전위분포를 유도하였다. 결과적으로 전도중심의 위치에 따라 차단전류는 크게 변화하였으며 이에 따라 문턱전압 및 문턱전압이하 스윙이 변화하는 것을 알 수 있었다.

Schottky 장벽 접합을 이용한 MOS형 소자의 소오스/드레인 구조의 특성 (The characteristics of source/drain structure for MOS typed device using Schottky barrier junction)

  • 유장열
    • 전자공학회논문지T
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    • 제35T권1호
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    • pp.7-13
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    • 1998
  • Submicron급의 고집적 소자에서는 종래의 긴 채널 소자에서 생기지 않던 짧은 채널효과에 기인하는 2차원적인 영향으로 고온전자(hot carrier) 등이 발생하여 소자의 신뢰성을 저하시키는 요인이 되고 있어 이들의 발생을 최소화할 수 있는 다양한 형상의 소오스/드레인 구조가 연구되고 있다. 본 논문에서는 제작공정의 간략화, 소자규모의 미세화, 응답속도의 고속화에 적합한 소오스/드레인에 Schottky장벽 접합을 채택한 MOS형 트랜지스터를 제안하고, p형 실리콘을 이용한 소자의 제작을 통하여 동작특성을 조사하였다. 이 소자의 출력특성은 포화특성이 나타나지 않는 트랜지스터의 작용이 나타났으며, 전계효과 방식의 동작에 비하여 높은 상호콘덕턴스를 갖고 있는 것으로 나타났다. 여기서 고농도의 채널층을 형성하여 구동 전압을 낮게하고 높은 저항의 기판을 사용하므로서 드레인과 기판사이의 누설전류를 감소시키는 등의 개선점이 있어야 할 것으로 나타났다.

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