طراحی یک ترانزیستور نانوسیم چندمنظوره برای پیاده سازی گیت های منطقی پایه

حری, اشکان

طراحی یک ترانزیستور نانوسیم چندمنظوره برای پیاده سازی گیت های منطقی پایه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

اشکان حری

گروه برق، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

چکیده

در این مقاله، یک ترانزیستور نانو سیم چند منظوره جهت پیاده سازی توابع منطقی NOT، NAND و NOR طراحی شده است. در این طراحی از یک نانوسیم سیلیسیومی با سطح مقطع(7nm×7nm) احاطه شده با اکسید سیلیسیوم ، استفاده شده است و روی آن اکسید، سه گیت مجزا قرار داده شده است. روش شبیه سازی بصورت حل خودسازگار معادلات شرودینگر-پواسن می باشد. نوع تابع منطقی بوسیله تغییر سطح ولتاژ گیت کنترلی و بدون تغییر سخت افزار و ساختار مداری تعیین می شود. با استفاده از این شبیه سازی، پتانسیل الکتریکی کانال، چگالی حامل ها و جریان الکتریکی افزاره محاسبه می شود. اثر هریک از گیت های ترانزیستور روی مشخصات الکتریکی این افزاره تحلیل و بررسی شده است. مقدار بهینه ناخالصی کانال برای متقارن بودن مشخصه توابع منطقی بدست آمده است. همچنین حاشیه های نویز محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که ترانزیستور طراحی شده می تواند موجب توسعه آینده مدارهای مجتمع گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design of a Multipurpose Nanowire Transistor for Basic Logic Gates Implementation

نویسنده [English]

ashkan horri

Department of Electrical Engineering, Arak Branch, Islamic Azad University, Arak, Iran

چکیده [English]

In this paper, a multipurpose nanowire transistor for the implementation of logical gates of NOT, NAND, and NOR is designed. In this design, a silicon nanowire with (7nm×7nm) area surrounded by silicon dioxide is used and there are three separated gates on that oxide. A simulation method is based on solving self-consistent Schrodinger-Poisson equations. The type of logical function can be specified by the control gate voltage level without any changes in the hardware and circuit structure. By using this simulation method, the electric potential of channel, carrier densities, and electric current are calculated. The effects of each gate on the electric characteristics of the device are analyzed and investigated. The optimum value of channel impurity concentration is obtained for the logical function characteristics to be symmetrical. In addition, the noise margins are calculated. The results indicate that the designed transistor can lead to the development of future integrated circuits.

کلیدواژه‌ها [English]