• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제10권6호
• /
• pp.243-249
• /
• 2010

본 논문에서는 대칭형 이중 게이트 MOSFET의 회로해석에 대한 등가모델을 제시하고자 해석적 모델을 연구하였다. 본 연구의 해석적 모델에 사용된 방법은 2차원 포아송 방정식의 해를 가정하여 표면 전위 관계식을 유도하여 실리콘 몸체 내의 전위분포를 풀어 드레인 전압 변화에 대한 문턱전압 관계식을 도출하였다. 단채널 및 장채널 실리콘 채널에서 모두 해석이 가능한 해석적 모델을 적용 가능하도록 하기 위해 MOSFET의 채널 길이에 따른 제한된 지수함수를 적용함으로써 수백 나노미터까지 해석이 가능한 대칭형 이중 게이트 MOSFET 해석적 모델을 연구하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.2939-2945
• /
• 2014

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
• /
• pp.755-758
• /
• 2014

본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널 두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권4호
• /
• pp.342-354
• /
• 2013

The aim of this work is to investigate and study the quantum effects in the modeling of nanoscale symmetric double-gate InAlAs/InGaAs/InP HEMT (High Electron Mobility Transistor). In order to do so, the carrier concentration in InGaAs channel at gate lengths ($L_g$) 100 nm and 50 nm, are modelled by a density gradient model or quantum moments model. The simulated results obtained from the quantum moments model are compared with the available experimental results to show the accuracy and also with a semi-classical model to show the need for quantum modeling. Quantum modeling shows major variation in electron concentration profiles and affects the device characteristics. The two triangular quantum wells predicted by the semi-classical model seem to vanish in the quantum model as bulk inversion takes place. The quantum effects thus become essential to incorporate in nanoscale heterostructure device modeling.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.156-162
• /
• 2015

본 연구에서는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 산화막두께, 채널도핑농도 그리고 상하단 게이트 전압 등과 같은 소자 파라미터에 따른 전도중심 및 전자농도가 문턱전압이하 스윙에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 비대칭 이중게이트 MOSFET는 대칭구조와 비교하면 상하단 게이트 산화막의 두께 및 게이트 전압을 각각 달리 설정할 수 있으므로 단채널효과를 제어할 수 있는 요소가 증가하는 장점을 가지고 있다. 그러므로 상하단 산화막두께 및 게이트 전압에 따른 전도중심 및 전자분포의 변화를 분석하여 심각한 단채널효과인 문턱전압이하 스윙 값의 저하 현상을 감소시킬 수 있는 최적의 조건을 구하고자 한다. 문턱전압이하 스윙의 해석학적 모델을 유도하기 위하여 포아송방정식을 이용하여 전위분포의 해석학적 모델을 구하였다. 결과적으로 소자 파라미터에 따라 전도중심 및 전자농도가 크게 변화하였으며 문턱전압이하 스윙은 상하단 전도중심 및 전자농도에 의하여 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제15권4호
• /
• pp.951-963
• /
• 2015

In this paper, a new symmetric multilevel inverter is proposed. A simple structure for the cascaded multilevel inverter topology is also proposed, which produces a high number of levels with the application of few power electronic devices. The symmetric multilevel inverter can generate 2n+1 levels with a reduced number of power switches. The basic unit is composed of a single and double source unit (SDS-unit). The application of this SDS-unit is for reducing the number of power electronic components like insulated gate bipolar transistors, freewheeling diodes, gate driver circuits, dc voltage sources, and blocked voltages by switches. Various new algorithms are recommended to determine the magnitude of dc sources in a cascaded structure. Furthermore, the proposed topology is optimized for different goals. The proposed cascaded structure is compared with other similar topologies. For verifying the performance of the proposed basic symmetric and cascaded structure, results from a computer-based MATLAB/Simulink simulation and from experimental hardware are also discussed.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제10권2호
• /
• pp.107-117
• /
• 2010

An analytical subthreshold swing model is presented for symmetric double-gate (DG) MOSFETs with Gaussian doping profile in vertical direction. The model is based on the effective conduction path effect (ECPE) concept of uniformly doped symmetric DG MOSFETs. The effect of channel doping on the subthreshold swing characteristics for non-uniformly doped device has been investigated. The model also includes the effect of various device parameters on the subthreshold swing characteristics of DG MOSFETs. The proposed model has been validated by comparing the analytical results with numerical simulation data obtained by using the commercially available $ATLAS^{TM}$ device simulator. The model is believed to provide a better physical insight and understanding of DG MOSFET devices operating in the subthreshold regime.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.163-168
• /
• 2015

본 연구에서는 10 nm이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 하단 게이트 전압에 대한 터널링 전류(tunneling current)의 변화에 대하여 분석하고자한다. 단채널 효과를 감소시키기 위하여 개발된 다중게이트 MOSFET중에 비대칭 이중게이트 MOSFET는 채널전류를 제어할 수 있는 요소가 대칭형의 경우보다 증가하는 장점을 지니고 있다. 그러나 10nm 이하 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET의 경우, 터널링 전류에 의한 차단전류의 증가는 필연적이다. 본 연구에서는 차단전류 중에 터널링 전류의 비율을 계산함으로써 단채널에서 발생하는 터널링 전류의 영향을 관찰하고자 한다. 포아송방정식을 이용하여 구한 해석학적 전위분포와 WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin) 근사를 이용하여 터널링 전류를 구하였다. 결과적으로 10 nm이하의 채널길이를 갖는 비대칭 이중게이트 MOSFET에서는 하단 게이트 전압에 의하여 터널링 전류가 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 채널길이, 상하단 산화막 두께 그리고 채널두께 등에 따라 매우 큰 변화를 보이고 있었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제13권4호
• /
• pp.331-341
• /
• 2013

In the present work, the effect of the gate-to-drain capacitance ($C_{gd}$) on the noise performance of a symmetric tied-gate $In_{0.52}Al_{0.48}As/In_{0.53}Ga_{0.47}As$ double-gate HEMT is studied using an accurate charge control based approach. An analytical expression for the gate-to-drain capacitance is obtained. In terms of the intrinsic noise sources and the admittance parameters ($Y_{11}$ and $Y_{21}$ which are obtained incorporating the effect of $C_{gd}$), the various noise performance parameters including the Minimum noise figure and the Minimum Noise Temperature are evaluated. The inclusion of gate-to-drain capacitance is observed to cause significant reduction in the Minimum Noise figure and Minimum Noise Temperature especially at low values of drain voltage, thereby, predicting better noise performance for the device.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.885-890
• /
• 2014

비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압이하 스윙의 게이트 산화막 두께에 대한 변화를 고찰하였으며 이를 위하여 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하였다. 특히 포아송방정식을 풀 때 도핑분포함수에 가우시안 함수를 적용함으로써 보다 실험값에 가깝게 해석하였다. 비대칭 DGMOSFET 소자는 대칭적 구조를 갖는 DGMOSFET와 달리 4단자 소자로서 상단과 하단의 게이트 산화막 두께 및 인가전압을 달리 설정할 수 있다. 비대칭 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 산화막 두께 변화에 따라 관찰한 결과, 게이트 산화막 두께에 따라 문턱전압이하 스윙은 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 산화막 두께가 증가할 때 문턱전압이하 스윙 값도 증가하였으며 상단 게이트 산화막 두께의 변화가 문턱전압이하 스윙 값에 더욱 큰 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.