Document Type : Original Article

Author

• Zahra Ahangari

Department of Electronics, Yadegar- e- Imam Khomeini (RAH) Shahr-e-Rey Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

Abstract

This paper provides a comprehensive investigation of the electrical characteristics of a high-speed, low-power electrically induced electron-hole bilayer tunnel field-effect transistor. The device utilizes In0.57Ga0.43As with high mobility as the material for the source, channel, and drain. The study examines the influence of critical design parameters on the device performance. The top and bottom gate workfunction are crucial design parameters that effectively modulate the electrically induced charges at the tunneling junction, which consequently affects the tunneling rate. The variation matrix for the threshold voltage has been computed upon variation of the top and bottom gate workfunction, and optimal values for the device efficient operation have been determined. The proposed device presents a notably higher on-state current, surpassing the conventional tunnel field effect transistor by a factor of 264. Additionally, it provides a subthreshold swing measuring 2.35 mV/dec and an on/off current ratio of 2.37×1010, making it a superior candidate for forthcoming high-speed digital circuits.

Keywords

• Electron-Hole Bilayer Tunnel Field Effect Transistor
• Gate Workfunction
• Band to Band Tunneling
• Line Tunneling

Main Subjects

• Thin Films Devices

Article Title [Persian]

بررسی مشخصه های الکتریکی ترانزیستور تونلی الکترون-حفره دو لایه In0.57Ga0.43As با مشخصه های الکتریکی بهبود یافته

Author [Persian]

• زهرا آهنگری

گروه الکترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یادگار امام خمینی (ره)، شهر ری، تهران، ایران.

Abstract [Persian]

در این مقاله مشخصه های الکتریکی یک ترانزیستور تونلی دو لایه الکترون حفره به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. این ترانزیستور دارای آلایش الکتریکی بوده است و توان مصرفی بسیار پایینی دارد. در سورس، کانال و درین این افزاره از ماده In0.57Ga0.43As که دارای قابلیت حرکت بالایی است، استفاده شده است. اثر پارامترهای مهم ساختاری بر عملکرد این افزاره مورد بررسی قرار گرفته است. تابع کار ماده گیت بالا و پایین افزاره یکی از مهمترین پارامترهای طراحی هستند. این مقادیر بر میزان بار الکتریکی القا شده در ناحیه تونل زنی تاثیر بسزایی دارند و بر نرخ تونل زنی تاثیر دارند. ماتریس تغییرات ولتاژ آستانه ترانزیستور برحسب تغییرات تابع کار گیت بالا و گیت پایین محاسبه شده است تا براساس آن تابع کار بهینه برای عملکرد مناسب افزاره بدست آید. جریان این افزاره نسبت به افزاره تونلی متداول به میزان 264 برابر بهبود یافته است. همچنین، سوئینگ زیر آستانه 2.35 mV/dec و نسبت جریان روشن به جریان خاموش 2.37×1010 برای این افزاره بدست آمده است که آن را به یک گزینه مناسب برای مدارهای دیجیتال سرعت بالا تبدیل خواهد کرد.

Keywords [Persian]

• ترانزیستور تونلی الکترون-حفره دو لایه
• تابع کار گیت
• تونل زنی نوار به نوار
• تونل زنی خطی