NDR漏扩散

关键的外卖

• 需要超低功耗的便携式设备可以利用NDR。

• NDR漏极扩散在场效应晶体管分量的阈值区域产生一个陡峭的转移斜坡。

• NDR漏扩散为技术创新提供了潜力。

科学家们使用一种叫做扩散加权成像的技术来研究衰老对大脑的影响。扩散加权成像测量水分子沿白质方向的逐渐运动(或扩散)，而不是穿过白质。扩散引起的分子位移量成为数据的一部分，使专家能够评估衰老、肿瘤、阿尔茨海默病和多发性硬化症对白质的损害。扩散也会影响半导体器件，但方式大不相同。与脑科学不同，与半导体器件相关的扩散可能是积极的事情。事实上，NDR漏极扩散为半导体器件的新发展提供了许多可能性。

场效电晶体

一个场效应晶体管

在一个层面上，半导体器件的制造是通过扩散进行的。半导体材料中的杂质原子在高温下扩散，将掺杂原子引入硅中。扩散时间的长短和温度决定了掺杂剂的渗透深度。

在另一个层面上，电流流动是因为载流子的扩散。热能使载流子随机移动。随机运动不会产生载流子的净流或净电流。每一个离开一个地方的运营商都会被另一个运营商所取代。引入载流子梯度会使载流子从高密度区域扩散到低密度区域。

建设金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)首先在连接到栅极的衬底上沉积氧化层。该氧化层在栅极和衬底之间起绝缘体的作用。mosfet的工作原理是由于轻掺杂衬底与重掺杂区域的扩散。根据MOSFET的构造结果是n通道MOSFET还是p通道MOSFET，我们可能会看到一个轻掺杂的p型衬底和两个重掺杂的n型区域，或者一个轻掺杂的n型衬底和两个重掺杂的p型区域。

在mosfet中，扩散形成器件的源、漏和通道。将重掺杂区域扩散到轻掺杂区域形成通道。MOSFET的源极和漏极通过通道连接。在MOSFET中隔离栅极与通道，允许对栅极施加正电压或负电压来控制器件的操作。施加负偏置电压导致MOSFET工作在耗尽模式。栅极处的正偏置电压导致MOSFET工作在增强模式。

扩散也可能导致寄生发生在mosfet。允许mosfet工作的相同结构也在器件中引入了寄生电容。由于漏极和源极与栅极之间存在绝缘，PN结在漏极和源极之间形成寄生二极管。然后，漏源电容变成寄生二极管的结电容。当我们使用功率MOSFET时，寄生电容限制了MOSFET在某些频率和开关速度下的工作。

FET新技术

目前的mosfet具有低陷阱密度和低掺杂通道。

曾经，mosfet和互补的mosfet提供了电子设备所需的功率效率和可扩展性。目前的mosfet仍然具有低陷阱密度和低掺杂通道。然而，由于在亚阈值区域传输特性陡度的限制，mosfet不能缩放。在电子开关中，陡坡会导致电流从关到开的快速变化。

然而，今天，对节能、可扩展器件的需求引入了新型场效应晶体管(fet)，如隧道场效应晶体管和负电容场效应晶体管(nc - fet)。每一个装置都会产生一个陡峭的斜坡。

简而言之，nc fet的结构是用薄层铁电材料补充MOSFET中的氧化层。铁电层的加入增加了负电容，产生了陡坡效应。在一定电压下，铁电材料发生反向极化;电压降低导致电荷增加。因此，nc - fet降低了功耗，并在低得多的电源电压下保持通流。改进的可伸缩性通过阈值电压实现，阈值电压随着电源电压的增加而增加。所有这些都可以追溯到简单的扩散概念。

香料模拟可以显示nc - fet提供差分增益的能力，加上大的信号增益导致无迟滞，最小的次阈值摆动。因此，nc - fet已成为用于消费、工业、医疗、航空航天和军事设备的超低功耗、高度便携应用的可行选择。例如，扩散加权成像设备具有使用更少的功率和便携性的潜力。这种便携性带来的优势通过更快的MRI扫描变得显而易见，MRI扫描可以发现脑损伤并导致更快的治疗。

功率MOSFET的SPICE模型

NDR漏扩散

nc fet还提供漏极电流的优势，当漏极-源极增加到饱和时，漏极电流减小。当漏极电流下降时，器件有负差分电阻(NDR)。NDR漏扩散在场效应晶体管元件的阈值区域产生了一个陡峭的转移斜坡。动态电阻具有瞬时电阻，根据流经电阻的电流或施加在电阻上的电压而变化。当观察动态电阻的电流-电压曲线时，我们看到曲线两端为正电阻，中间为负电阻。增加电流或电压会导致负微分电阻增加，而正电阻减少。

基于负差分电阻的器件和电路作为振荡器、乘频器和存储器件工作。在短通道nc - fet中，NDR将正输出电导降低到接近零的值，并产生高电压增益。元件和电路设计可以通过匹配铁电层和氧化层之间的电容以及控制漏极和栅极之间的电容来优化NDR。

NDR漏扩散提供了许多潜在的技术创新。要了解更多信息，或为最新项目搜索组件，请访问Cadence PCB设计与分析概述页面。前沿技术PCB设计解决方案节奏将使任何项目变得简单。

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