دانشگاه سمنان مدل سازی در مهندسی 2008-4854 21 72 2023 03 21 Introduction of the structure, modeling and analysis of junctionless heterostructure Si/Si1-xGex transistor معرفی ساختار، مدل‌سازی و تحلیل ترانزیستور بدون پیوند نامتجانس Si/Si1-xGex 109 121 7287 10.22075/jme.2022.27168.2274 FA ریحانه اجلالی گروه الکترونیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی سید سعید حاجی نصیری گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، رایانه و مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین علیرضا کاشانی نیا گروه برق آرش دانا استادیار، گروه مهندسی برق، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکزی Journal Article 2022 05 24 In Junctionless transistors, the source-channel-drain doping is of the same type and level, hence, the process of making Junctionless transistors is easier than inverting mode transistor. Despite this benefit, reducing the transconductance of Junctionless transistors due to reduced carrier velocity makes the operation of this type of transistor difficult for analog, radio frequency and high frequency noise usages. An effective method that increases the trans-conductance of Junctionless transistors without reducing efficiency is using a heterogeneous structure in the channel. In the present article, using Si and Si1-xGex materials in the channel is proposed and modeled so as to enhance the transconductance of Junctionless transistor. The special structure of the proposed transistor, called JL-Si / Si1-xGex, eliminates the intervalley scattering between valleys of ∆2 and ∆4. This increases the velocity of the electron and consequently enhances the transconductance. The outcomes of the modelling of the proposed JL-Si / Si1-xGex heterostructure transistor indicate the maximum transconductance of 2.5 mS / um, which increases 50% compared to similar silicon transistor. Moreover, calculations which are extracted from modelling demonstrate that the proposed JL-Si / Si1-xGex transistor has a unity gain cutoff frequency of 750 GHz, minimum noise figure of 65.0 dB, and an available gain of 28.5 dB. The parameters of cut-off frequency, minimum noise figure and available gain of the proposed JL-Si / Si1-xGex transistor have been improved by 34%, 62.5% and 53%, respectively, compared to the JL-Si transistor with similar dimensions. The proposed device can be suitable candidate for RFIC applications. در ترانزیستورهای بدون پیوند، آلایش سورس-کانال-درین از یک نوع و در یک سطح است; بنابراین فرآیند ساخت ترانزیستورهای بدون پیوند نسبت به ترانزیستورهای مد وارونگی آسان‌تر است. علیرغم این مزیت، کاهش هدایت انتقالی ترانزیستور بدون پیوند به دلیل کاهش سرعت حامل، عملکرد این نوع ترانزیستور را برای کاربردهای آنالوگ، فرکانس رادیویی و در نویز فرکانس بالا با مشکل مواجه می‌کند. روش مؤثری که بدون کاهش بازده، هدایت انتقالی ترانزیستور بدون پیوند را افزایش می‌دهد، استفاده از ساختار نامتجانس در کانال است. در این مقاله استفاده از مواد Si و Si1-xGex در کانال برای افزایش هدایت انتقالی ترانزیستور بدون پیوند پیشنهاد و مدل‌سازی می‌شود. ساختار ویژه ترانزیستور پیشنهادی که JL-Si/Si1-xGex نامیده می‌شود، باعث حذف پراکندگی بین دره‌ای مابین دره‌های ∆_2 و∆_4 شده و این موضوع باعث افزایش سرعت حرکت الکترون و به دنبال آن افزایش چشمگیر هدایت انتقالی می‌شود. نتایج مدل‌سازی ترانزیستور نامتجانس JL-Si/Si1-xGex پیشنهادی، بیشینه هدایت انتقالی را mS/um 5,2 نشان می‌دهد که نسبت به ترانزیستور مشابه سیلیکونی JL-Si، %50 افزایش ‌یافته است. همچنین محاسبات مستخرج از مدل‌سازی نشان می‌دهد که ترانزیستور JL-Si/Si1-xGex پیشنهادی دارای فرکانس قطع بهره واحد 750 گیگاهرتز، عدد نویز کمینه 65,0 دسی‌بل و بهره در دسترس 5,28 دسی‌بل است. پارامترهای فرکانس قطع، عدد نویز حداقل و بهره در دسترس ترانزیستور JL-Si/Si1-xGex پیشنهادی در مقایسه با ترانزیستور JL-Si با ابعاد مشابه به ترتیب، %34، %62.5 و %53 بهبود یافته است. ترانزیستور JL-Si/Si1-xGex پیشنهادی می‌تواند جایگزین مناسبی برای ترانزیستورهای متداول مد وارونگی در کاربردهای آنالوگ و فرکانس رادیویی باشد. https://modelling.semnan.ac.ir/article_7287_fb0ba76d6ef99ae244fd6e5f5b00460c.pdf