مدل بسته جريان - ولتاژ در ترانزيستورهاي نانولوله كربني آلاييده

A Compact Model for Current-Voltage in Doped Carbon Nanotube Field Effect Transistors

در اين مقاله مدل بسته اي براي منحني مشخصه جريان – ولتاژ ترانزيستورهاي اثر ميداني شبه ماسفت با كانال نانولوله كربني ارايه شده است. به منظور مدل سازي اين نوع افزاره ها بايد معادله يك بعدي جريان درين – سورس كه از مدل سازي عمومي بالستيك به كمك فرمول لاندور به دست مي آيد به همراه معادله اي كه وابستگي بين سطح فرمي و تراكم حامل ها را ارايه مي دهد به صورت خودسازگار حل شوند. همچنين براي محاسبه تراكم حامل ها لازم است انتگرال حاصل از ضرب چگالي حالت ها و تابع فرمي به صورت عددي محاسبه شود. اين محاسبه قدري پيچيده است. در اين مقاله با مطالعه رفتار اين انتگرال در تمام نواحي و مطالعه تابعيت آن به سطح فرمي نشان داده ايم كه مقدار آن را مي توان با معادله درجه ي دومي تقريب زد. بدين ترتيب يك مدل بسته جريان – ولتاژ در هر دو ناحيه ي زير آستانه و بالاي آن به دست مي آيد. مقايسه نتايج بدست آمده با اندازه گيري هاي حاصل از شبيه سازي عددي نشان مي دهد مدل بسته ي ارايه شده از دقت خوبي برخوردار است.

In this paper a compact current-voltage model for MOSFET-like Carbon Nanotube Field Effect Transistors (MOSFET-like CNFET) is presented. To model these devices the one-dimensional drain/source current equation obtained from Landauer approach must be solved self-consistently with the equation relates the Fermi surface and carrier concentration. Also, numerically solve of the integral over density of states and Fermi function is necessary. This calculation is a little complex. In this paper, by studying the behavior of this integral in all regions and employing its functionality to Fermi surface we show that it can be approximated with a quadratic equation. This approximation results in a compact current-voltage model in both sub-threshold and above-threshold which shows good agreement comparing with numerical one.