自集成電路問世以來,半導(dǎo)體集成電路集成度不斷提高,使得傳統(tǒng)微電子器件的應(yīng)用和發(fā)展將面臨前所未有的阻礙。在不久的將來傳統(tǒng)CMOS技術(shù)將到達(dá)其性能的極限,因此尋找一種能夠繼續(xù)縮小并且不受極限效應(yīng)制約的新型器件結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。單電子晶體管不僅具有在納米尺度出現(xiàn)的典型的量子效應(yīng),還具有集成度高、功耗小、器件運(yùn)行速度快等特點(diǎn),有望成為新型集成化器件結(jié)構(gòu)之一。當(dāng)前單電子晶體管的研究主要集中在單電子晶體管制備的研究,單電子晶體管的仿真模型研究和基于單電子晶體管的電路設(shè)計(jì)研究。本文在深入分析了單電子晶體管的電學(xué)特性和現(xiàn)有單電子晶體管電路設(shè)計(jì)不足之處的基礎(chǔ)上,首先,通過對(duì)單柵極SET背景電荷適當(dāng)?shù)脑O(shè)置,使之在特定電壓區(qū)間內(nèi)具有類似PMOS或NMOS的電學(xué)特性；引入傳輸電壓開關(guān)理論,指導(dǎo)單柵極SET邏輯電路的開關(guān)級(jí)設(shè)計(jì)。其次,本文利用雙柵極SET具有電壓-電流異或的特性,實(shí)現(xiàn)了以四個(gè)SET組成的電壓-電壓異或電路；同時(shí)引入了Reed-Muller代數(shù)系統(tǒng)（與異或代數(shù)系統(tǒng)）,指導(dǎo)SET電路的門級(jí)電路設(shè)計(jì)。最后,利用對(duì)背景電荷的設(shè)置,實(shí)現(xiàn)了耗盡型PSET;并將耗盡型PSET作為上拉電阻,替代了混合MOS/SET... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

2庫(kù)侖島示意圖

偏置控制的，即通過柵壓的改變，來控制電子的隧穿與阻塞。 2.2.2SET的原理在圖2.2.1所示的SET中，系統(tǒng)的總電容為C一C，十CZ+‘協(xié)其中C，、CZ為隧穿結(jié)電容，Cg為柵極電容。庫(kù)侖島內(nèi)的電荷Q的靜電能E為:E一QC、+QZ/Zc(2·2.1)上式中一Q吼為帶正電的柵極與島內(nèi)負(fù)電荷之間的吸引能，少/ZC為島內(nèi)電荷的排斥能·假設(shè)Q0一C氣(Q0是氣引入的背景極化電荷，所以可以連續(xù)變化)，并代入式2.2.1中

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章單電子晶體管原理分析的求解表達(dá)式:”op，=一(Q0+以K+q硯十吼1氣，十吼2呱2)/“+q(丫R:+硯R，)e(Rl+R:)(2.3.8)其中風(fēng)，RZ為漏極和源極的結(jié)電阻。為了使所建立的模型能夠正常工作，需要在模型中加入各種激勵(lì)源。式2.3.1一2.3.8由PsPice軟件中的擴(kuò)展電壓源G和擴(kuò)展電流源E實(shí)現(xiàn)。具體的宏模型如圖2.3.1所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種新型的單電子數(shù)值比較器[J]. 李芹,蔡理,吳剛.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2010(01)
[2]室溫工作的單電子晶體管研究[J]. 方糧,池雅慶,隋兵才,張超,仲海欽.  國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(06)
[3]SET-MOS混合結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 李芹,蔡理,李明.  河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[4]可重構(gòu)單電子晶體管邏輯的設(shè)計(jì)與模擬[J]. 隋兵才,周海亮,池雅慶,方糧.  計(jì)算機(jī)工程與科學(xué). 2009(07)
[5]Ternary logic circuit design based on single electron transistors[J]. 吳剛,蔡理,李芹.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]基于主方程法單電子晶體管的Verilog-A行為模型[J]. 盧剛,魏芬芬.  電子學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]基于SET/MOS混合結(jié)構(gòu)的只讀存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)[J]. 李芹,蔡理,吳剛.  微電子學(xué). 2008(06)
[8]基于主方程單電子晶體管模擬新方法[J]. 何怡剛,彭浴輝,李必安,李亨,劉慧,方葛豐.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2007(01)
[9]單電子晶體管及其在細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J]. 趙曉玲,何怡剛,彭浴輝.  微納電子技術(shù). 2007(02)
[10]碳納米管室溫單電子器件的構(gòu)建和特性測(cè)量[J]. 彭練矛,陳清,梁學(xué)磊,車仁超,夏洋,薛增泉,吳全德.  物理. 2002(12)



本文編號(hào)：3342228