ترجمه فارسی عنوان مقاله

آشنایی با ترانزیستورهای دوقطبی جانبی متقارن بر مبنای SOI به عنوان یک تکنولوژی منطقی دوقطبی مکمل

عنوان انگلیسی

A Perspective on Symmetric Lateral Bipolar Transistors on SOI as a Complementary Bipolar Logic Technology

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
53920	2014	12 صفحه PDF

منبع

Publisher : IEEE (آی تریپل ای)

Journal : IEEE Journal of the Electron Devices Society, Page(s): 24 - 36 ISSN : 2168-6734 INSPEC Accession Number: 14818161 Date of Publication : 07 October 2014 Date of Current Version : 18 December 2014 Issue Date : Jan. 2015

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

مقدمه

شکل1. تشریح تصویری ساختار ترانزیستورهای دوقطبی جانبی متقارن مکمل بر روی SOI

شکل2. طرح مداری معکوس‌کنندهCBipolar

ترانزیستورهای دوقطبی جانبی متقارن بر روی SOI

A.Si-OI نوع NPN و PNP مجتمع شده نوعی

شکل3. ترانزیستور Si-OI نوع NPN متداول.

شکل4. قطعه Si-OI نوع PNP متداول. این قطعه با قطعه NPN

شکل5. ویژگی‌های جریان برای NPN مشابه شکل 3 آزمایش شده در مقدار VCE تثبیت شده 1.0، 1.2 و 1.5 ولت.

شکل6. جریان کلکتور اندازه‌گیری شده بر واحد LEدر VBE=0 به عنوان تابعی از VCE برای ترانزیستورهای NPN ساخته شده از طریق آزمایش‌های مشابه شکل 3 و 5، اما با استفاده از یک پروسه امیتر

معادلات تحلیلی برای جریان‌های کلکتور و بیس

مقاومت‌های سری پارازیتی

شکل7. توصیف تصویری ولتاژهای پیوند قطعه نیمه هادی و ولتاژهای پایه ترانزیستور دوقطبی. re و rc به ترتیب مقاومت‌های سری امیتر و کلکتور می‌باشند.

شکل8. شرح تصویری دو روش لایه بندی موجود برای ترانزیستورهای دوقطبی جانبی SOI.

جریان کلکتور و ولتاژ منبع تغذیه

شکل9. چگالی جریان کلکتور محاسبه شده نسبت به VBE برای یک ترانزیستور Si-OI و دو ترانزیستور SiGe-OI نوع NPN. هر سه قطعه ابعاد فیزیکی و غلظت ناخالصی بیس مشابه دارند.

بهره جریان و طراحی امیتر

معکوس‌کننده‌های دوقطبی

ویژگی‌های انتقال شبه‌استاتیک و جریان‌ها در یک زنجیره معکوس‌کننده

شکل10. زنجیره معکوس‌کنندهCBipolar. به منظور واضح بودن شکل،

شکل 11. منحنی انتقال طراحی شده و جریان‌های ترانزیستور برای معکوس‌کنندهCBipolar (معکوس‌کننده 1) با 1= FO در یک زنجیره معکوس‌کننده.

شکل12. منحنی انتقال طراحی شده و جریان‌های ترانزیستور برای معکوس‌کنندهCBipolar (معکوس‌کننده 1) با 1= FO در زنجیره معکوس کنند

جریان آماده به کار

گیت‌های NANDCBipolar

شکل 13. طرح مدار گیت NANDCBipolar

Vin1= Vcc و سوئیچینگ Vin2

شکل 14. Vx به عنوان تابعی از Vin2 برای یک گیت NANDCBipolar برای حالت سوئیچینگ Vin2 و V7/0= Vcc،

مورد 2: Vin2= Vcc و سوئیچینگ Vin1

شکل 15. Vx به عنوان تابعی از Vin1 برای یک گیت NANDCBipolar برای حالت سوئیچینگ Vin1 و V7/0= Vcc،

برآورد تاخیر انتشار زنجیره معکوس‌کننده

شکل 16. تصویر شماتیک شکل موج انتشار در زنجیره معکوس‌کننده

تخمین زمان تاخیر انتشار معکوس‌کننده

شکل 17. تصویر شماتیک تخمین حد بالای زمان انتقال

CBipolar سیلیکونی با پیوند مشابه

شکل18. تاخیر انتشار محاسبه شده و اتلاف توان حالت انتظار به عنوان تابعی از VCC،

حساسیت نسبت به تغییر منبع توان

پیوند متفاوت CBipolar با گاف بیس باریک

شکل 19: مقایسه تأخیر انتشار محاسبه شده و اتلاف اضطراری برای دو قطبی C با پیوند مشابه Si با طرح‌هایی برای دو قطبی C با پیوند مخالف با بیس باریک برای مورد FO=1 .

بررسی قطعات و چگالی جریان (VIS-A-VIS CMOS)

محدودیت مربوط به TSi: بررسی میزان غلظت جریان

محدودیت روی TSi: تأخیر RC مرتبط با rbi

مقایسه با CMOS

جدولI: مقایسه CMOS طراحی شده (FinFET) با مبدل دوقطبی C محاسبه شده.

خلاصه

ترجمه کلمات کلیدی

دوقطبی مکمل، دوقطبی SOI، دوقطبی جانبی متقارن

کلمات کلیدی انگلیسی

Bipolar transistors CMOS integrated circuits Equations Inverters Mathematical model Photonic band gap Transistors

ترجمه چکیده

مقالات تازه انتشار یافته بیان کرده‌اند که ترانزیستورهای دوقطبی جانبی متقارن با روش ساخت مبنی بر نیمه هادی روی عایق (SOI) به لحاظ پروسه ساخت قابل مقایسه با CMOSمی‌باشد و به دلیل داشتن جریان راه‌اندازی بسیار بالاتر(5 تا 10 برابر) نسبت به ترانزیستورهای CMOSمی‌توانند نسبت به آنها در طیف گسترده‌تری کاربرد داشته باشد. وقتیکه این ترانزیستورها در مدارهای دوقطبی رایج استفاه می‌شود ، ترانزیستور دوقطبی SOI اتلاف توان کمتر و/یا حداکثر سرعت بیشتری از خود نشان می‌دهند.با در نظر گرفتن ویژگی‌های قابل مقایسه ترانزیستورهای NPN و PNP، ترانزیستور دوقطبی جانبی SOI ، امکان استفاده از مدارات دوقطبی مکمل (CBipolar) در پیکربندی آنالوگ به جای CMOS را پیشنهاد می‌کند. در این تحقیق، عملکرد مدارات متشکل از CBipolar در برابر اتلاف توان آن با استفاده از معادلات تحلیلی سنجیده می‌شود. نشان داده می‌شود که برای اینکه CBipolar به لحاظ عملکرد و اتلاف توان نسبت به CMOS دارای عملکرد بهتری باشد، ساختارهای با پیوند متفاوت دارای بیس با گاف باریک مانند امیتر سیلیکونی با بیس ژرمانیمی یا امیتر سیلیکونی با بیس سیلیکون ژرمانیمی مورد نیاز است.

ترجمه مقدمه

ایده ساخت یک ترانزیستور دوقطبی با ساختار سیلیکون روی عایق جانبی متقارن با اتصال بیس خود تراز قرار گرفته در بالای ناحیه داخلی بیس و عرض بیس در حدود 2 میکرومتر، برای اولین بار در حدود حدود 30 سال پیش ارائه شد. با قابلیت لیتوگرافی کنونی 22 نانومتر در زمینه تولید قطعات، امکان ساخت ترانزستورهای دوقطبی جانبی Si-OIPNP و NPN با عرض بیس بسیار کمتر از 100 نانومتر با استفاده از پروسه‌های مشابه ساخت CMOS فراهم می‌باشد. داده‌های اندازه‌گیری شده نشان می‌دهند که ادوات دوقطبی جانبی Si جریان راه‌اندازای بسیار بالاتری نسبت به CMOS دارند، در حالیکه مطالعات بر روی مدل بیان می‌کند که آنها در ابعاد جانبی مانند CMOS مقیاس پذیر بوده و می‌توانند fmax>1THz داشته باشند. امیتر/ کلکتور متقارن، ترانزیستورهای دوقطبی جانبی SOI را در برابر نفوذ بیس(به داخل ناحیه کلکتور) مصون میکند و آنها را برای استفاده در مداراتی که دارای عملکرد در حالت‌های اشباع کامل یا فعال مستقیم(دیود امیتر-بیس بایاس مستقیم می‌شود) و فعال معکوس(دیود کلکتور-بیس بایاس معکوس می‌شود) هستند، مناسب می‌سازد. نتایج به طور قابل توجهی ولتاژ منبع تغذیه را برای مدارهای دوقطبی متداول کاهش می‌دهد و برای اینکه استفاده ازمعکوس‌کننده‌های دوقطبی مکمل(CBipolar) که با ولتاژ تغدیه Vcc معادل ولتاژ بایاس مستقیم امیتر بیس،VBE، کار میکنند، ممکن باشد،باید به سطح مشخصی از جریان برای کارکرد مدار دست یافت.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

Recently published reports suggest that symmetric lateral bipolar transistors on semiconductor-on-insulator (SOI) is CMOS compatible in fabrication process, and can be much denser than CMOS due to their much larger (5-10× larger) drive-current capability. When used in traditional bipolar circuits, SOI bipolar offers much lower power dissipation and/or much higher maximum speed. With both NPN and PNP devices of comparable characteristics, SOI lateral bipolar suggests the possibility of complementary bipolar (CBipolar) circuits in configurations analogous to CMOS. In this paper, the performance versus power dissipation of CBipolar circuits is examined using analytic equations. It is shown that for CBipolar to be superior to CMOS in both performance and power dissipation, narrow-gap-base heterojunction structures, such as Si emitter with Ge base or Si emitter with SiGe base, are required.