Субмикронные интегральные схемы: элементная база и проектирование. Рындин Е.А - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТТИ ЮФУ | Таганрог

Составители: 

Рубрика: 

59
Рис. 45. Штарк-эффект-транзистор: а – структура; б - зонная диаграмма
Принцип функционирования ШЭТ состоит в том, что напряжение база-
коллектор изменяет электрическое поле в квантовой яме и энергетическое положе-
ние резонансного уровня (эффект Штарка) [28]. Изменение положения резонансного
уровня в квантовой яме относительно уровня Ферми в эмиттере приводит к измене-
нию тока эмиттер-коллектор.
Достоинством ШЭТ является пренебрежимо малый ток базы и, следователь-
но, высокий коэффициент передачи тока. База ШЭТ напоминает затвор полевого
транзистора, но управление током происходит не за счет индуцирования заряда, а за
счет изменения энергетического положения уровней в квантовой яме [28].
На рис. 46 показана структура полевого транзистора с ДПБ-истоком [54].
ВАХ такой структуры имеет участок отрицательного дифференциального сопротив-
ления с отношением максимального тока к минимальному 2 – 7. Причем положение
области с отрицательным сопротивлением регулируется напряжением на затворе
Шоттки. Данная особенность расширяет функциональные возможности транзисто-
ра, а его быстродействие определяется быстродействием «традиционной» части,
поскольку ДПБ-диод можно считать практически безынерционным [28].
60
Рис. 46. Структура полевого транзистора с ДПБ-истоком
Элемент с N-образной ВАХ, включенный последовательно с активной на-
грузкой, образует устройство с двумя устойчивыми состояниями, которое может
использоваться в качестве ячейки памяти, логического элемента и т.д.
Например, на рис. 47 приведены структура и ВАХ пяти последовательно
включенных ДПБ-диодов [55]. На основе одной такой структуры реализован 11-
битный генератор четности, в традиционном исполнении требующий 10 вентилей
ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ [28].
Рис. 47. Пять последовательно включенных ДПБ: а – структура; б - ВАХ
Очень перспективными с точки зрения повышения степени интеграции (до
10
12
элементов на кристалл) и быстродействия СБИС, снижения энергии переклю-
чения интегральных элементов (менее 10
-15
Дж) являются транзисторы на основе
эффекта дискретного одноэлектронного туннелирования [56, 57]. Суть данного эф-
фекта состоит в том, что в туннельных переходах, характеризующихся малой емко-
стью С, туннелирование даже одного электрона приводит к заметному изменению
напряжения на переходе DU. Если при этом выполняется условие

Страницы