Modellierung von Quanteneffekten in einem ladungsbasierten MOS-Transistor-Modell zur Simulation von nanoskalierten CMOS-Analogschaltungen [Modeling of quantum effects in a charge-based MOS transistor model for the simulation of nanoscaled CMOS analog circuits]

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Stegemann, S.; Xiong, J.; Mathis, W.: Modellierung von Quanteneffekten in einem ladungsbasierten MOS-Transistor-Modell zur Simulation von nanoskalierten CMOS-Analogschaltungen [Modeling of quantum effects in a charge-based MOS transistor model for the simulation of nanoscaled CMOS analog circuits]. In: Advances in Radio Science 7 (2009), S. 185-190. DOI: https://doi.org/10.5194/ars-7-185-2009

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Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung der Bauelemente in CMOS-Schaltungen und den dadurch erreichten Strukturgrößen nehmen quantenmechanische Effekte zunehmenden Einfluss auf die Funktion von Transistoren und damit auf die gesamte Schaltung. Unter Einbeziehung der Energiequantisierung an der Si/SiO2-Grenzfläche wird untersucht, wie sich durch eine Modifikation der Beschreibung des Oberflächenpotenzials die Inversionsladung quantenmechanisch formulieren lässt. Im Hinblick auf den Entwurf und die Simulation von CMOS-Analogschaltungen wird dazu ein ladungsbasiertes MOS-Transistor-Modell zugrunde gelegt. Die sich daraus ergebenden Veränderungen für die Kapazitäten und die Inversionsladung werden dabei für die Modellierung des quasiballistischen Drain-Source-Stromes verwendet. Dazu wird innerhalb dieses Modells ein Streufaktor berechnet, mit dem nanoskalierte MOS-Transistoren mit einer Kanallänge von unter 20 nm simuliert werden können. Ausgehend von Parametern eines CMOS-Prozesses werden mit MATLAB die Einflüsse der quantenmechanischen Effekte bei der Skalierung des Transistors analysiert.
License of this version: CC BY 3.0
Document Type: article
Publishing status: publishedVersion
Issue Date: 2009
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