隧穿场效应晶体管结构及工作原理-场效应管知识-竟业电子

隧穿场效应晶体管

英文全称：Tunneling Field-Effect Transistor 简称TFET

原理：带间隧穿Band-to-band tunneling  简称BTBT

BTBT是在1934年Zener提出，pn结在反偏状态下，n区导带中未被电子占用空能态与p区价带中被电子占用能态有相同能量，势垒区窄时，电子从p区价带隧穿到n区导带；

如下图所示：

双栅结构Si 隧穿场效应晶体管

是一个p+-i-n+结构

Tox=栅介质厚度

Tsi=体硅厚度

i区上方：栅介质和栅电极

通过栅极电压变化调制i区能带控制电子元器件电流；

理想状态

p+区和n+区掺杂对称TFET，不同极性栅极电压偏置下，可表现出双极性；

n型TFET：p+区=源区   i区=是沟道区  n+区=漏区

p型TFET：p+区=漏区   i区=沟道区   n+区=源区  

Vd=漏极电压   Vs=栅极电压   Vg=栅极电压

 

 

隧穿场效应晶体管工作原理

 

带间隧穿，S可突破60mV/decade限制，Ioff很低，它的工作电压可再降低；

如上图所示：

栅电压较小下，Ion和Ion/Ioff  > 传统MOSFTE Ion和Ion/Ioff

因此：隧穿场效应晶体管低工作电压+低功耗逻辑CMOS电子元器件；