非对称栅压在负栅极-源漏极交叠结构超薄沟道双栅器件中的应用

为了研究纳米尺度器件中量子力学效应对传输特性及动态特性的影响,在器件模拟软件TAURUS中实现了量子修正的漂移扩散模型(QDD),并对具有负栅极-源漏极交叠结构的超薄沟道双栅器件进行了数值模拟。结果显示:非对称栅压的控制方法使得器件具有动态可调的阈值电压,能够动态地适应高性能与低功耗的要求。通过优化栅极与源漏区的交叠长度可以降低栅极电容,从而提高器件的动态特性,提高电路的工作速度。     

非对称栅压在负栅极-源漏极交叠结构超薄沟道双栅器件中的应用

为了对纳米尺度器件中量子力学效应对传输特性及动态特性的影响进行研究,该文在器件模拟软件TAURUS中实现了量子修正的漂移扩散模型(QDD),并对具有负栅极源漏极交叠结构的超薄沟道双栅器件进行了数值模拟。结果显示非对称栅压的控制方法使得器件具有动态可调的阈值电压,能够动态地适应高性能与低功耗的要求。通过优化栅极与源漏区的交叠长度可以降低栅极电容,从而提高器件的动态特性,提高电路的工作速度。     

薄基区异质结晶体管的负阻特性与分析

采用分子束外延方法生长了8 nm基区的InGaP-GaAs双异质结材料,研制成具有负阻特性的异质结晶体管．该晶体管可以集成在高速高频的数字逻辑电路中,大大减少了器件数目．讨论了薄基区负阻异质结晶体管的负阻特性及其物理机制．器件负阻特性的产生与其结构密切相关,包括导带势垒尖峰和基区宽度负反馈效应．推出了物理公式,并且使用PSPICE模拟软件建立了电路模型．模拟结果符合制作器件的测量结果．     

静电感应晶闸管负阻特性的数值模拟

运用半导体器件数值模拟中的漂移-扩散模型,对静电感应晶闸管(SITH)的负阻转折特性进行了模拟和分析.通过对器件内场和载流子分布的模拟,揭示了SITH的负阻转折特性是源于高电平下双注入的加强以及伴随的耗尽层的收缩.模拟结果与实验结果吻合较好,对器件的设计与优化具有指导意义.     

基于BSIM4模型的不对称性研究及改进

以BSIM4模型为基础,从沟道电荷密度、有效源漏电压、载流子速度饱和及阈值电压等几个方面出发,找出BSIM4模型中导致不对称的因素,给出了对称的沟道电荷密度公式、源漏有效电压公式和载流子速度饱和公式;同时通过在源端和漏端分别计算的方法,抵消源/漏电压处理方式不同所带来的不对称性;最后推导出新的对称的沟道电流公式.模型验证表明:改进后的模型不但可以准确地模拟器件的特性,而且拥有更高的对称性.改进模型拓宽了BSIM4模型的运用范围,可以更有效地运用于RF集成电路设计和仿真.     

围栅金属氧化物半导体场效应管电流模型

针对深亚微米级围栅金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)处于堆积或反型时自由载流子对表面势影响显著的问题,提出了一种全耗尽圆柱形围栅MOSFET表面势和电流解析模型.考虑耗尽电荷和自由载流子的影响,采用逐次沟道近似法求解电势泊松方程,得到围栅MOSFET从堆积到耗尽,再到强反型的表面势模型,最后通过源漏两端的表面势得到了围栅器件从线性区到饱和区的连续电流模型,并利用器件数值仿真软件Sentaurus对表面势和电流模型进行了验证.研究结果表明,表面势在堆积区和强反型区分别趋于饱和,在耗尽区和弱反型区随栅压的增加而增加,同时漏压的增加将使得沟道夹断,此时表面势保持不变.增加掺杂浓度导致平带所需的负偏压变大,表面势增加.与现有的阈值电压模型相比,该模型的精确度提高了16%以上.     

基于酞菁铅的有机平衡双极型场效应晶体管

有机场效应晶体管(OFETs)分为单极性和双极性.单极性OFETs仅能工作在p-沟道(空穴型导电沟道)或者n-沟道(电子型导电沟道模式下,然而双极型OFETs可以通过改变栅压的极性在p-沟道和n-沟道模式之间转变.双极型OFETs由于其在有机互补型集成电路(ICs)方面潜在的应用而得到越来越多的研究.这些电路有很多优点,例如功率损耗小、器件制作和电路设计成本低.     

电荷耦合器件输入等效电路

电荷耦合器件(CCD)作为一个线性模拟电路元件,很大程度取决于CCD的输入方法.一般认为CCD工作电流小,具有瞬态的沟道特性而不遵从等效电路方式,所以用微观物理参量模型描述.本文根据势阱电容的概念、利用二极管和MOS管的特性,设计CCD的输入等效电路.使这种特殊类型的MOS器件用一般半导体器件的方法来处理.     

负阻效应的原理与应用

在对负阻元器件特性进行研究和分析的基础上引出负阻效应的概念,对负阻效应产生方式和原理进行了论述。NIC(Negative Impedance Converter)是一种广泛运用于设计的负阻抗器件,提出了两种构成NIC的方式,给出了利用NIC来实现阻抗变换的设计原理和方法。运用由运算放大器构成的NIC对现有的LC阻尼振荡实验进行了改进,并给出了具体的电路,使实验结果更接近理论分析结果,还可使观察到的实验现象更加多样化。对负阻效应在几种实际电子线路中的应用进行了研究和总结。     

分子器件电路中的混沌效应

大多数分子器件存在负微分电阻效应,其伏安特性曲线具有明显的非线性.该文基于数值计算方法考查了Si4分子器件构成电路中的动力学行为,通过计算Si4分子器件构成电路方程的李雅谱诺夫指数,可以在合适的参数区间内观察到混沌动力学行为.     

基于负微分电阻特性的SET/CMOS反相器

基于单电子晶体管(SET)和PMOS管串联产生的负微分电阻(NDR)特性,提出了一种新型的SET/CMOS反相器.该反相器利用NDR特性与NMOS负载管的电流-电压特性构成两个单稳态点,实现反相功能.应用HSPICE仿真器,采用精准的单电子晶体管的子电路模型及22nm CMOS预测技术模型对该反相器进行仿真,结果表明:该反相器的功能正确,具有比传统CMOS反相器更低的功耗;与其它单电子反相器相比,该反相器可在室温下实现输出电压全摆幅,且具有较低的传输延迟.     

非线性电阻Pspice模型的建立

提出一种基于Ｐｓｐｉｃｅ上新颖的非线性器件的方法，并以非线性电阻为例具体加以实现，该模型是一个通用子电路模型，并且可以应用于任何电路仿真及电力半导体器件建模中，由于在该模型的建立中采取了非线性函数的曲线拟和方法，使得原先在Ｐｓｐｉｃｅ中无法实现的非线笥器件可以通过易于实现的受控源来模拟拟和多项式函数。     

双导层结构横向功率器件的导通电阻模型及应用研究

横向高压器件是智能功率集成电路的核心器件,而漂移区结构参数是影响器件导通和击穿性能的重要因素。为此,提出了LDMOS三种经典结构的导通电阻模型并研究了漂移区结构参数对导通电阻的影响,它们分别是:Single RESURF,Double RESURF,Dual conduction layer结构。然后借助这些模型研究了漂移区掺杂浓度、漂移区长度、漂移区厚度对器件导通电阻的影响。利用MATLAB计算相同器件参数下模型的解析结果。对比模型的解析结果和仿真结果,发现解析结果和仿真结果基本一致,证明了解析模型的正确性。     

EWB在电力电子电路仿真中的应用

用电子设计自动化软件EWB建立了电力电子主电路全控制器件的组合器件模型，并用subcircuit子电路对此模型及同步电压为锯齿波的晶闸管触发电路进行封装，最后采用此模型及触发控制板对直流斩波电路和相控整流电路进行了仿真控制。结果表明：该组合器件模型方法是正确的，EWB软件界面直观，使用方便快捷，特别是其丰富的虚拟仪器及完善的功能设置，适合于电力电路大系统的仿真，为电力电子虚拟实验的开发奠定了基础。     

电流模式控制Buck-Boost变换器建模及非线性现象仿真

根据电流模式控制下Buck-Boost变换器的工作特性,建立变换器的统一数学模型,并基于Matlab/Simulink 仿真软件,分别搭建工作于电流连续和电流断续模式下变换器的仿真模型.通过对电流连续模型进行仿真,揭示参考电流Iref和电感L在不同的工作情况下出现倍周期分叉并最终导致混沌的现象;对电流断续模型进行仿真,得出以输入电压E变化时的混沌相图,验证电流断续模式下混沌现象的存在性.同时为消除这2种模式下的混沌现象,引入PID控制器.仿真结果表明:通过设置适当的参数,可以有效地抑制变换器中的混沌现象.     

基于RBF神经网络的输电线路故障类型识别新方法

基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络理论,采用电流突变量比例系数,提出了一种对输电线路故障类型识别的新方法。利用PSCAD/EMTDC软件建立500 kV高压输电线路仿真模型,仿真不同工况下的故障。由各相电流之差提取故障差流信号的突变量,并计算故障后一个周期内差流突变量的有效值,得到故障状态下各相差流突变量占三相差流突变量有效值总和的比例系数,结合零序电流判别系数构造故障类型识别特征向量,建立RBF神经网络进行故障类型识别。仿真结果表明,采用电流突变量比例系数作为特征量包含的信息更丰富,对RBF神经网络的训练效果更好,不受故障位置、故障初始角和过渡电阻等因素的影响,网络识别精度高。     

用模糊集观点诊断模拟电路的故障

本文运用模糊集的概念,探求容差电路故障定位的方法,提出了有关故障节点定位的电压判据和电流判据,并建立了相应的隶属关系。可以将故障定位于只含故障节点集的子电路上。     

Se与Te替位掺杂对WS2-MoS2纳米器件电子输运性质的影响

基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的第一性原理计算方法,研究了Se与Te原子替位掺杂对WS₂-MoS₂纳米器件电子输运性质的影响.结果表明,WS₂-MoS₂纳米器件为间接带隙半导体,器件电流在[+0.7 V,+1.0 V]与[-1.0 V,-0.9 V]偏压范围内随着偏压的增大逐渐减小,呈现显著的负微分电阻效应;Se与Te原子对WS₂-MoS₂纳米器件进行替位掺杂后均呈现有趣的负微分电阻效应,器件两端电流的隧穿也显著改善;Se原子对WS₂-MoS₂纳米器件中S原子进行替位掺杂时,器件转化为p型半导体;Te原子对WS₂-MoS₂纳米器件中S原子进行替位掺杂时,器件转化为p型半导体甚至金属,且导电性能大幅提升.