高低肖特基势垒无掺杂隧道场效应晶体管研究

基于高低肖特基势垒机理提出一种无掺杂的隧道场效应晶体管HLSB-TFET。该器件只需要一个具有独立电源的栅电极且无需掺杂。在源极与中间硅区导带之间形成高肖特基势垒,用来产生隧道效应作为正向导通机制;在漏极与中间硅区导带之间形成低肖特基势垒,用于防止由热离子发射引起的空穴。所提出的HLSB-TFET对空穴具有自然的阻挡效应,不会随着漏极到源极电压的增加而显著降低。经过仿真验证,该器件的亚阈值摆幅较低,反向漏电与静态功耗均较小,体现出较高的应用优势。

具有双向开关特性的隧穿场效应晶体管

基于带带隧穿原理,提出一种具有双向开关特性的隧穿场效应晶体管。不同于传统隧穿晶体管的PIN结构,新结构具有双向导通性,源漏区可互换,对反向泄漏电流有更好的抑制效果,同时具有低功耗和低亚阈值摆幅的优点。其对称的结构能更好兼容CMOS工艺,设计灵活性更好。通过Silvaco TCAD软件对器件3D结构进行I-V特性仿真,分析各器件参数改变对器件开关电流比(IonIoff)、亚阈值摆幅(SS)、反向泄漏电流和正向导通电流等电学特性的影响,从而改善器件特性,优化器件结构。

量子隧道场效应晶体管可为计算机节能99％

据报道，瑞士科学家表示，到2017年．利用量子隧道效应研制出的隧道场效应晶体管有望将计算机和手机的能耗减少到目前的百分之一。

隧道场效应晶体管静电放电冲击特性研究

随着器件尺寸的不断减小,集成度的逐步提高,功耗成为了制约集成电路产业界发展的主要问题之一.由于通过引入带带隧穿机理可以实现更小的亚阈值斜率,隧道场效应晶体管(TFET)器件已成为下一代集成电路的最具竞争力的备选器件之一.但是TFET器件更薄的栅氧化层、更短的沟道长度容易使器件局部产生高的电流密度、电场密度和热量,使得其更容易遭受静电放电(ESD)冲击损伤.此外,TFET器件基于带带隧穿机理的全新工作原理也使得其ESD保护设计面临更多挑战.本文采用传输线脉冲的ESD测试方法深入分析了基本TFET器件在ESD冲击下器件开启、维持、泄放和击穿等过程的电流特性和工作机理.在此基础之上,给出了一种改进型TFET抗ESD冲击器件,通过在源端增加N型高掺杂区,有效的调节接触势垒形状,降低隧穿结的宽度,从而获得更好的ESD设计窗口.

SiC-MOSFET与Si-IGBT混合开关车载双向充电器中线桥臂设计及控制

为增强电动汽车与电网的互动能力,车载双向充电器已成为现研究的热点。设计采用碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbide-metal oxide semiconductor filed effect transistor,SiC-MOSFET)与硅绝缘栅双极型晶体管(silicon-insulated gate bipolar transistor Si-IGBT)相结合,完成了基于双有源桥(dual active bridge,DAB)与三相四线逆变器级联的双向充电系统。通过建立逆变器数学模型分析了不平衡负载下产生分裂电容电压震荡的原因,描述了震荡幅值与负载不平衡度之间的关系,为分裂电容值的选择提供了理论依据。对实际控制系统中存在的延迟,分析使用Si-IGBT构建中线桥臂的可行性,提出了基于虚拟阻抗的双向充电器在不平衡负载下中线桥臂与其他3个桥臂之间的解耦控制方法。并使用10kHz与50kHz开关频率验证了不平衡负载下该控制方法对分裂电容电压震荡的抑制作用。提出该系统在V2G,G2V及V2H这3种不同工作模式下的详细控制策略,通过实验验证了不同模式下的控制策略及中线解耦控制方法的可行性和有效性。并进一步分析该拓扑结构在V2H模式下同时为多个不同住宅提供单相电的可能性,为采用SiC设计类似的电力电子设备提供系统的设计方案及控制方法。

东芝面向超低功率MCU开发隧穿场效应晶体管

东芝面向超低功率微控制器(MCU)开发采用新工作原理的隧穿场效应晶体管(TFET)。该工作原理已经被应用到使用CMOS平台兼容工艺的两种不同的TFET开发中。通过将每种TFET应用到一些电路块中,可实现大幅降低MCU的功耗。9月9日和10日,东芝在日本筑波举办的2014年固态元件与材料(SSDM)

基于SiC JFET的矩阵变换器仿真

在Saber中研究基于SiC JFET的矩阵变换器建模仿真。介绍了常通型SiC JFET相关参数的提取方法,在Saber中建立常通型SiC JFET的仿真模型。提出一种基于常通型SiC JFET的双向开关结构,可有效克服常通型SiC JFET在系统上电瞬间及辅助电源故障时易导致输入电源短路的缺点。基于所提出的双向开关结构,搭建了3×3矩阵变换器仿真模型,用MAST语言实现矩阵变换器的双空间矢量控制算法。考虑到常通型SiC JFET的开通和关断时间差异,优化4步换流策略,改善了输出波形质量。仿真结果验证了所建SiC JFET和矩阵变换器的仿真模型,以及优化4步换流策略的正确性和有效性。

晶体管、MOS器件

Y2000-62067-215 0012685微波场效应晶体管直流与交流特性侧墙效应的实验证据=Experimental evidence of side-wall effects on mi-crowave-FET DC and AC performances[会,英]/Chen,H.R.& Huang,G.L.//1998 IEEE InternationalConference on Optoelectronic and Microelectronic Materi-als and Devices.—215～217(EC)

通／断两用定时器

本装置能够对500W（感性负载限制在100W）以内的各种家用电器进行定时开启或定时关闭：由于采用场效应晶体管对电容器恒流充电，所以定时时间较长．可在150min（分钟）内连续调节；定时器设计用电容器降压限流供电和双向晶闸管交流开关电路，具有体积小、无触点、功耗低（实测自身耗电〈0．45W）、效率高、寿命长等特点：

超薄金属性MoO_(2)纳米片可控合成及其范德华接触应用研究

在二维半导体与金属材料间引入范德华接触构建器件被认为是解决二维材料电接触问题的有效途径之一.然而,迄今为止,研究主要集中在半导体材料合成与改性上,而对金属材料的制备和性能的研究较少.在这项工作中,我们报道了利用化学气相沉积法可控合成厚度从3.5到10^(6)nm的层状MoO_(2)金属二维纳米片.利用X射线衍射、扫描隧道显微镜和透射电子显微镜对制备的MoO_(2)纳米片进行了系统表征,结果表明,制备的MoO_(2)为单斜晶型、晶质质量高、稳定性好.电学表征表明,MoO_(2)具有优良的导电性能,其导电率超过10^(6)S m^(-1),可与石墨烯和某些金属相媲美.此外,我们还通过引入MoO_(2)薄片作为范德华接触材料,探索了其在MoS_(2)场效应晶体管中的接触应用.所获得的MoS_(2)场效应晶体管表现出低肖特基势垒(36 m e V)和高载流子迁移率(210 cm^(2)V^(-1)s^(-1),10 K).这项工作为金属二维材料的可控制备和应用提供了新思路,并有望促进二维材料电子器件的发展.