隧穿场效应晶体管概念
场效应晶体管(Field Effect
Transistor缩写(FET))简称场效应管。主要有两种类型:结型场效应管(junction FET—JFET)和金属 -
氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor FET,简称MOS-FET)。由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。它属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高(107~1015Ω)、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双级型晶体管和功率晶体管的强大竞争者。
场效应管(FET)是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件,并以此命名。
而隧穿场效应晶体管的工作原理是带间隧穿。
PN结在反偏状态下,当n区导带中某些未被电子占据的空能态与p区价带中某些被电子占据的能态具有相同的能量,而且势垒区很窄时,电子会从p区价带隧穿到n区导带。
下图是一个双栅结构的 si tfet示意图。
在一般正常状态下。一个P+部分区域和N+部分区域参杂对称的TFET在不用极性的栅极电压偏置下可以表现出双极性。
所以对于n型tfet来说,P+部分区域是源区,I部分区域是沟道区,N+部分区域是漏区。对于P型tfet来说,P+部分区域是漏区,I部分区域是沟道区,N+部分区域是源区。Vd是漏极电压的表达式,Vs是栅极电压的表达式,Vh则是栅极电压的表达式。
隧穿场效应晶体管工作原理
隧穿场效应晶体管(tfet)的工作原理是带间隧穿。
如下图所示,在较小的栅电压的条件下,tfet的ion/ioff都会大于传统mosfte的ion/ioff。
除了使用多栅结构提高器件的栅控能力和小于60mV/decade的tfet,另外的易中则是减小集成电路功耗的方法是降低工作电压vdd。