طراحي و بهينه‌سازي بلوك ورودي-خروجي ديجيتال با ترانزيستورهاي نانونوار گرافني

در صنعت الكترونيك، كوچك‌تر و بهينه‌ شدن افزاره‌ها هدف نهايي است؛ اما طبق پيش‌بيني‌هاي ITRS، سيليكون به‌عنوان مادۀ‌ اصلي افزاره‌هاي نيمه‌رساناي امروزي، به‌دليل محدوديت‌هاي فيزيكي به انتهاي راه خود نزديك شده‌ است. به همين دليل، محققان به دنبال مواد جديد براي جايگزيني سيليكون هستند. تا به امروز، كربن و آرايش اتمي خاص آن گرافن به‌عنوان قوي‌‌ترين جايگزين مطرح بوده ‌است. از بين اجزاي مداري، بلوك ورودي-خروجي نيز به‌عنوان جزء جدايي‌ناپذير سيستم‌هاي الكترونيكي، نياز به طراحي مجدد و بهينه‌ شدن دارد. در اين مقاله، هدف امكان‌سنجي و طراحي بلوك ورودي-خروجي با استفاده از ترانزيستورهاي اثرميداني گرافني است. با استفاده از اين ترانزيستورها هريك از اجزاي تشكيل‌دهنده، طراحي و با نرم‌افزار HSPICE شبيه‌سازي و تحليل ‌شده است. سپس اين اجزا در كنار هم قرار گرفته و يك بلوك ورودي-خروجي كامل مبتني بر گرافن پياده‌سازي شده است. بلوك ورودي-خروجي گرافني با مشابه سيليكوني مقايسه شده و نشان داده شده كه تأخير بلوك گرافني حتي با ناهمواري لبه 10%، برابر 299.94 پيكوثانيه است كه 32% از نمونه سيليكوني سريع‌تر است.