طراحي يك ترانزيستور نانوسيم چندمنظوره براي پياده سازي گيت هاي منطقي پايه

Design of a Multipurpose Nanowire Transistor for Basic Logic Gates Implementation

در اين مقاله، يك ترانزيستور نانو سيم چند منظوره جهت پياده سازي توابع منطقي NOT، NAND و NOR طراحي شده است. در اين طراحي از يك نانوسيم سيليسيومي با سطح مقطع (7nm×7nm) احاطه شده با اكسيد سيليسيوم ، استفاده شده است و روي آن اكسيد، سه گيت مجزا قرار داده شده است. روش شبيه سازي بصورت حل خودسازگار معادلات شرودينگر-پواسن مي باشد. نوع تابع منطقي بوسيله تغيير سطح ولتاژ گيت كنترلي و بدون تغيير سخت افزار و ساختار مداري تعيين مي شود. با استفاده از اين شبيه سازي، پتانسيل الكتريكي كانال، چگالي حامل ها و جريان الكتريكي افزاره محاسبه مي شود. اثر هريك از گيت هاي ترانزيستور روي مشخصات الكتريكي اين افزاره تحليل و بررسي شده است. مقدار بهينه ناخالصي كانال براي متقارن بودن مشخصه توابع منطقي بدست آمده است. همچنين حاشيه هاي نويز محاسبه شده است. نتايج نشان مي دهد كه ترانزيستور طراحي شده مي تواند موجب توسعه آينده مدارهاي مجتمع گردد.

In this paper, a multipurpose nanowire transistor for the implementation of logical gates of NOT, NAND, and NOR is designed. In this design, a silicon nanowire with (7nm×7nm) area surrounded by silicon dioxide is used and there are three separated gates on that oxide. A simulation method is based on solving self-consistent Schrodinger-Poisson equations. The type of logical function can be specified by the control gate voltage level without any changes in the hardware and circuit structure. By using this simulation method, the electric potential of channel, carrier densities, and electric current are calculated. The effects of each gate on the electric characteristics of the device are analyzed and investigated. The optimum value of channel impurity concentration is obtained for the logical function characteristics to be symmetrical. In addition, the noise margins are calculated. The results indicate that the designed transistor can lead to the development of future integrated circuits.