p-i-n 隧道场效应晶体管与 n-i-n 金属氧化物半导体场效应晶体管：从器件到电路的性能比较
介观与纳米尺度物理
2010-01-29 v1
摘要
由于具有低于60mV/dec的亚阈值摆幅，带间隧穿晶体管相比传统MOSFET具有一些性能优势。本文以碳纳米管作为模型沟道材料，来探讨我们认为将更普遍适用于BTBT FET与MOSFET对比的问题。我们采用pz轨道紧束缚哈密顿量和非平衡格林函数（NEGF）形式对耗散量子输运进行严格处理。此前已在弹道和耗散两种情况下对p-i-n TFET和n-i-n MOSFET进行了器件级比较。本文利用严格的数值模拟器，研究了将p-i-n TFET用于超低功耗亚阈值逻辑电路的可能性。结果表明，在亚阈值电路工作中，p-i-n TFET具有更优的直流特性，并且在等泄漏电流（iso-P_LEAKAGE）、等电源电压（iso-VDD）条件下，性能可提升约15倍。由于p-i-n TFET能在比n-i-n MOSFET更低的VDD下工作，因此在相同功耗（P_OPERATION）下，其性能可提升约3倍。这导致在等延迟条件下能耗降低约3倍。因此，p-i-n TFET更适合亚阈值逻辑操作。
引用
@article{arxiv.1001.5247,
title = {p-i-n Tunnel FETs vs. n-i-n MOSFETs: Performance Comparison from Devices to Circuits},
author = {Yunfei Gao and Siyuranga O. Koswatta and Dmitri E. Nikonov and Mark S. Lundstrom},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.5247},
year = {2010}
}
备注
This work was presented in TECHCON 2009 Austin, TX