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一种碳纳米管场效应管的HSPICE模型

赵晓辉 蔡理 张鹏

一种碳纳米管场效应管的HSPICE模型

赵晓辉, 蔡理, 张鹏
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  • 为在HSPICE中建立一种计算简单且精度较高的碳纳米管场效应管 (carbon nanotube field effect transistor, CNTFET) 模型, 在CNTFET半经典建模方法的基础上, 分析了自洽电势与载流子密度之间的关系, 提出用线性近似进行拟合, 并推导了自洽电势的显式表达式, 从而避免了积分方程的迭代求解过程. 然后在HSPICE中建立了相应的CNTFET模型, 通过仿真比较, 结果表明该模型具有较高的精度, 用其构建的逻辑门电路能够实现相应逻辑功能, 且运算时间大为减少.
    • 基金项目: 陕西省自然科学基础研究计划重点项目(批准号: 2011JZ015)和陕西省电子信息系统综合集成重点实验室基金(批准号: 201115Y15)资助的课题.
    [1]

    Zhou H L, Chi Y Q, Zhang M X, Fang L 2010 Acta Phys. Sin. 59 8104 (in Chinese) [周海亮, 池雅庆, 张民选, 方粮 2010 物理学报 59 8104]

    [2]

    Raychowdhury A, Roy K 2006 IEEE T. Comput. 25 58

    [3]

    Zhao P, Guo J 2009 J. Appl. Phys. 105 034503

    [4]

    Zhou X J, Park J Y, Huang S M, Liu J, McEuen P L 2005 Phys. Rev. Lett. 95 146805

    [5]

    Fregonese S, Goguet J, Maneux C, Zimmer T 2009 IEEE T. Electron. Dev. 56 1184

    [6]

    Alam K 2006 Ph. D. Dissertation (California: University of California, Riverside)

    [7]

    Guo J, Datta S,Lundstrom M 2004 IEEE T. Electron. Dev. 51 172

    [8]

    Neophytou N, Ahmed S, Klimeck G 2007 J. Comput. Elect. 6 317

    [9]

    Yamamoto T, Watanabe K 2006 Phys. Rev. Lett. 96 255503

    [10]

    Raychowdhury A, Mukhopadhyay S, Roy K 2004 IEEE T. Comput. 23 1411

    [11]

    Liu X H, Zhang J S, Wang J W, Ao Q, Wang Z, Ma Y, Li X, Wang Z S, Wang R Y 2002 Acta Phys. Sin. 51 384 (in Chinese) [刘兴辉, 张俊松, 王绩伟, 敖强, 王震, 马迎, 李新, 王振世, 王瑞玉 2002 物理学报 51 384]

    [12]

    Deng J, Wong H S P 2007 IEEE T. Electron. Dev. 54 3186

    [13]

    Fregonese S, Cazin d'Honincthun H, Goguet J, Maneux C, Zimmer T, Bourgoin J P, Dollfus P, Galdin-Retailleau S 2008 IEEE T. Electron. Dev. 55 1317

    [14]

    Zhao X H, CAI L, Zhang P 2012 Jisuan Wuli 29 575

    [15]

    Rahman A, Guo J, Datta S, Lundstrom M 2003 IEEE T Electron Dev. 50 1853

    [16]

    Fettoy 2.0 Rahman A, Wang J, Guo J https://www.nanohub.org/resources/220 [2006-2]

    [17]

    Southampton CNT resources Zhou D F, Kazmierski T J, Hashimi B M A, Ashburn P https://www.cnt.ecs.soton.ac.uk

  • [1]

    Zhou H L, Chi Y Q, Zhang M X, Fang L 2010 Acta Phys. Sin. 59 8104 (in Chinese) [周海亮, 池雅庆, 张民选, 方粮 2010 物理学报 59 8104]

    [2]

    Raychowdhury A, Roy K 2006 IEEE T. Comput. 25 58

    [3]

    Zhao P, Guo J 2009 J. Appl. Phys. 105 034503

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    Zhou X J, Park J Y, Huang S M, Liu J, McEuen P L 2005 Phys. Rev. Lett. 95 146805

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    Alam K 2006 Ph. D. Dissertation (California: University of California, Riverside)

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    Guo J, Datta S,Lundstrom M 2004 IEEE T. Electron. Dev. 51 172

    [8]

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    [11]

    Liu X H, Zhang J S, Wang J W, Ao Q, Wang Z, Ma Y, Li X, Wang Z S, Wang R Y 2002 Acta Phys. Sin. 51 384 (in Chinese) [刘兴辉, 张俊松, 王绩伟, 敖强, 王震, 马迎, 李新, 王振世, 王瑞玉 2002 物理学报 51 384]

    [12]

    Deng J, Wong H S P 2007 IEEE T. Electron. Dev. 54 3186

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    Rahman A, Guo J, Datta S, Lundstrom M 2003 IEEE T Electron Dev. 50 1853

    [16]

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    [17]

    Southampton CNT resources Zhou D F, Kazmierski T J, Hashimi B M A, Ashburn P https://www.cnt.ecs.soton.ac.uk

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-08
  • 修回日期:  2013-03-22
  • 刊出日期:  2013-07-05

一种碳纳米管场效应管的HSPICE模型

  • 1. 空军工程大学理学院, 西安 710051;
  • 2. 空军工程大学工程学院控制科学与工程系, 西安 710038
    基金项目: 

    陕西省自然科学基础研究计划重点项目(批准号: 2011JZ015)和陕西省电子信息系统综合集成重点实验室基金(批准号: 201115Y15)资助的课题.

摘要: 为在HSPICE中建立一种计算简单且精度较高的碳纳米管场效应管 (carbon nanotube field effect transistor, CNTFET) 模型, 在CNTFET半经典建模方法的基础上, 分析了自洽电势与载流子密度之间的关系, 提出用线性近似进行拟合, 并推导了自洽电势的显式表达式, 从而避免了积分方程的迭代求解过程. 然后在HSPICE中建立了相应的CNTFET模型, 通过仿真比较, 结果表明该模型具有较高的精度, 用其构建的逻辑门电路能够实现相应逻辑功能, 且运算时间大为减少.

English Abstract

参考文献 (17)

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