本文選題：互補金屬氧化物半導體場效應管探測器　切入點：太赫茲　出處：《物理學報》2017年12期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對基于經(jīng)典動力學理論傳統(tǒng)模型中忽略擴散效應的問題,通過對基于玻爾茲曼理論的場效應管傳輸線模型的理論分析,建立了包含擴散效應的太赫茲互補金屬氧化物半導體(CMOS)場效應管探測器理論模型,研究擴散效應對場效應管電導及響應度的影響.同時,將此模型與忽略了擴散效應的傳統(tǒng)模型進行了對比仿真模擬,給出了兩種模型下的電流響應度隨溫度及頻率變化的差別.依據(jù)仿真結(jié)果,并結(jié)合3σ原則明確了場效應管傳輸線模型中擴散部分省略的依據(jù)和條件.研究結(jié)果表明:擴散部分引起的響應度差異大小主要由場效應管的工作溫度及工作頻率決定.其中工作頻率起主要作用,溫度變化對差異大小影響較為微弱;而對于工作頻率而言,當場效應管工作頻率小于1 THz時,模型中的擴散部分可以忽略不計;而當工作頻率大于1 THz時,擴散部分不可省略,此時場效應管模型需同時包含漂移、散射及擴散三個物理過程.本文的研究結(jié)果為太赫茲CMOS場效應管理論模型的精確建立及模擬提供了理論支持.
[Abstract]:Aiming at the problem of neglecting the diffusion effect in the traditional model based on classical dynamics theory, the transmission line model of FET based on Boltzmann theory is analyzed theoretically. A theoretical model of terahertz complementary metal oxide semiconductor CMOS detector with diffusion effect is established to study the effect of diffusion effect on conductance and responsivity of FET. The model is compared with the traditional model which neglects the diffusion effect, and the difference of current responsivity with temperature and frequency under the two models is given. Combined with the 3 蟽 principle, the basis and condition of omitting the diffusion part in the transmission line model of FET are clarified. The results show that the difference of the responsivity caused by the diffusion part is mainly caused by the working temperature and frequency of the FET. Decisions. In which the frequency of work plays a major role, The temperature change has a weak effect on the difference, but for the frequency, the diffusion part in the model can be ignored when the working frequency is less than 1 THz, but the diffusion part can not be omitted when the working frequency is greater than 1 THz. In this case, the FET model should include three physical processes: drift, scattering and diffusion. The results of this paper provide theoretical support for the accurate establishment and simulation of the theoretical model of THz CMOS FET.
【作者單位】： 北京理工大學光電學院;首都師范大學物理系;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:61377109)資助的課題~~
【分類號】：TN386

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