Los circuitos integrados (CI) basados en transistores orgánicos tienen muchas aplicaciones valiosas, por ejemplo, en la fabricación de pantallas similares al papel u otros componentes electrónicos de gran superficie. Durante las últimas décadas, los ingenieros electrónicos de todo el mundo han desarrollado una variedad de estos transistores.
Una alternativa prometedora a estos transistores son los transistores orgánicos de película delgada de doble puerta y canal vertical. Estos transistores tienen varias propiedades ventajosas, como longitudes de canal cortas y voltajes de umbral sintonizables (VTH). A pesar de estas ventajas, debido a la falta de dispositivos apropiados de tipo p y n, el desarrollo de circuitos inversores complementarios para estos transistores ha resultado ser un desafío hasta ahora.
Investigadores de Technische Universitat Dresden, Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf (HZDR) y Northwestern Polytechnical University han desarrollado recientemente transistores de base dual permeables orgánicos verticales que podrían integrarse en circuitos lógicos. Evaluaron el uso potencial de estos transistores en circuitos integrados complejos.
"La puerta doble Transistor que desarrollamos como parte de nuestra investigación anterior consiste en un solo canal vertical de película delgada Transistor con una segunda puerta y un segundo dieléctrico adicionales, que se pueden utilizar para ajustar su umbral voltaje”, Dijo Erjuan Guo, uno de los investigadores que llevó a cabo el estudio. “En nuestro nuevo estudio, estudiamos la función y el beneficio de los transistores de doble puerta de canal vertical en circuitos integrados más complicados, por ejemplo, inversores complementarios orgánicos y osciladores de anillo, más.
Guo y sus colegas crearon inversores complementarios integrados conectando transistores de base dual permeables orgánicos de canal n verticales (OPDBT) y transistores de base permeable orgánica de canal p verticales (OPBT). En particular, la segunda puerta en los OPDBT puede controlar los estados de encendido y apagado de los transistores, lo que influye en los estados de los inversores.
“Según las mediciones que recopilamos, encontramos que los transistores de base dual permiten un amplio rango de capacidad de control de voltaje de conmutación de un inversor complementario de más de 0.8 V, a un voltaje de entrada de <2.0 V, de manera determinista”, dijo Guo. “Por lo tanto, nos dimos cuenta de un inversor sintonizable por voltaje de conmutación circuito utilizando un OPDBT de tipo n sintonizable por VTH y un OPBT de tipo p ".
Según las características de respuesta dinámica, los inversores desarrollados por Guo y sus colegas pueden mantener señales de salida alta / baja incluso a 10 MHz de la señal de entrada. Además, también pueden alcanzar constantes de tiempo de subida y bajada muy cortas de 5 ns y 6 ns.
Además de realizar un nuevo inversor complementario orgánico, Guo y sus colegas fabricaron osciladores de anillo orgánicos complementarios de siete etapas, integrando 7 inversores. Estos inversores les permitieron demostrar las ventajas de los transistores orgánicos verticales para un rendimiento dinámico.
“A un voltaje de suministro de 4.0 V, el retardo de propagación de la señal medida es de 11 ns por etapa para el oscilador de anillo está en un rango similar al tiempo de subida y bajada de un solo inversor”, dijo Guo. “Estos retardos de señal son cortos en comparación con los reportados hasta ahora para osciladores de anillo orgánicos en cualquier sustrato con voltajes de suministro de menos de 10 V”.
Guo y sus colegas fueron los primeros en utilizar transistores orgánicos de película delgada de base dual de canal vertical para fabricar inversores complementarios integrados. Su trabajo podría inspirar a otros equipos a crear inversores similares, allanando así el camino hacia la creación de nuevos Electrónico componentes.
El estudio confirma el potencial de utilizar transistores orgánicos verticales para fabricar circuitos lógicos de alta frecuencia. Los transistores actualmente no son lo suficientemente rápidos como para ser implementados a gran escala, por lo que el equipo planea realizar más estudios destinados a aumentar la velocidad y reducir el tamaño de los transistores orgánicos de base dual de canal vertical.
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