معرفي ساختار، مدل‌سازي و تحليل ترانزيستور بدون پيوند نامتجانس Si/Si1-xGex

در ترانزيستورهاي بدون پيوند، آلايش سورس‌كانال‌درين از يك نوع و در يك سطح است; بنابراين فرآيند ساخت ترانزيستورهاي بدون پيوند نسبت به ترانزيستورهاي مد وارونگي آسان‌تر است. عليرغم اين مزيت، كاهش هدايت انتقالي ترانزيستور بدون پيوند به دليل كاهش سرعت حامل، عملكرد اين نوع ترانزيستور را براي كاربردهاي آنالوگ، فركانس راديويي و در نويز فركانس بالا با مشكل مواجه مي‌كند. روش مؤثري كه بدون كاهش بازده، هدايت انتقالي ترانزيستور بدون پيوند را افزايش مي‌دهد، استفاده از ساختار نامتجانس در كانال است. در اين مقاله استفاده از مواد Si و Si1‌xGex در كانال براي افزايش هدايت انتقالي ترانزيستور بدون پيوند پيشنهاد و مدل‌سازي مي‌شود. ساختار ويژه ترانزيستور پيشنهادي كه JL‌Si/Si1‌xGex ناميده مي‌شود، باعث حذف پراكندگي بين دره‌اي مابين دره‌هاي 2∆ و4∆ شده و اين موضوع باعث افزايش سرعت حركت الكترون و به دنبال آن افزايش چشمگير هدايت انتقالي مي‌شود. نتايج مدل‌سازي ترانزيستور نامتجانس JL‌Si/Si1‌xGex پيشنهادي، بيشينه هدايت انتقالي را mS/um 2,5 نشان مي‌دهد كه نسبت به ترانزيستور مشابه سيليكوني JL‌Si، %50 افزايش ‌يافته است. همچنين محاسبات مستخرج از مدل‌سازي نشان مي‌دهد كه ترانزيستور JL‌Si/Si1‌xGex پيشنهادي داراي فركانس قطع بهره واحد 750 گيگاهرتز، عدد نويز كمينه 0,65 دسي‌بل و بهره در دسترس 28,5 دسي‌بل است. پارامترهاي فركانس قطع، عدد نويز حداقل و بهره در دسترس ترانزيستور JL‌Si/Si1‌xGex پيشنهادي در مقايسه با ترانزيستور JL‌Si با ابعاد مشابه به ترتيب، %34، %62.5 و %53 بهبود يافته است. ترانزيستور JL‌Si/Si1‌xGex پيشنهادي مي‌تواند جايگزين مناسبي براي ترانزيستورهاي متداول مد وارونگي در كاربردهاي آنالوگ و فركانس راديويي باشد.