유기 트랜지스터를 기반으로 하는 집적 회로(IC)는 예를 들어 종이와 같은 디스플레이 또는 기타 대면적 전자 부품의 제조와 같이 많은 가치 있는 응용 분야를 가지고 있습니다. 지난 수십 년 동안 전 세계의 전자 엔지니어들은 이러한 트랜지스터를 다양하게 개발했습니다.
이러한 트랜지스터에 대한 유망한 대안은 수직 채널 이중 게이트 유기 박막 트랜지스터입니다. 이러한 트랜지스터는 짧은 채널 길이 및 조정 가능한 임계 전압(VTH)과 같은 몇 가지 유리한 특성을 가지고 있습니다. 이러한 장점에도 불구하고 적절한 p형 및 n형 장치가 부족하기 때문에 이러한 트랜지스터를 위한 보완적인 인버터 회로를 개발하는 것은 지금까지 어려운 일이었습니다.
Technische Universitat Dresden, Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf(HZDR) 및 Northwestern Polytechnical University의 연구원들은 최근 논리 회로에 통합될 수 있는 수직 유기 투과성 듀얼 베이스 트랜지스터를 개발했습니다. 그들은 복잡한 집적 회로에서 이러한 트랜지스터의 잠재적인 사용을 평가했습니다.
"듀얼게이트 트랜지스터 우리는 이전 연구의 일환으로 단일 수직 채널 박막으로 구성되어 개발했습니다. 트랜지스터 임계값을 조정하는 데 사용할 수 있는 추가 두 번째 게이트 및 두 번째 유전체 사용 전압"라고 연구를 수행한 연구원 중 한 명인 Erjuan Guo가 말했습니다. “우리의 새로운 연구에서 우리는 유기 상보형 인버터 및 링 발진기와 같은 더 복잡한 집적 회로에서 수직 채널 이중 게이트 트랜지스터의 기능과 이점을 더 연구했습니다.
Guo와 그녀의 동료들은 수직 n-채널 유기 투과성 이중 베이스 트랜지스터(OPBDT)와 수직 p-채널 유기 투과성 기본 트랜지스터(OPBT)를 연결하여 통합 보완 인버터를 만들었습니다. 특히, OPDBT의 두 번째 게이트는 트랜지스터의 온 및 오프 상태를 제어할 수 있으므로 인버터의 상태에 영향을 미칩니다.
Guo는 "수집한 측정을 기반으로 듀얼 베이스 트랜지스터가 0.8V 미만의 입력 전압에서 2.0V 이상의 상보형 인버터의 광범위한 스위칭 전압 제어 가능성을 결정론적 방식으로 가능하게 함을 발견했습니다."라고 말했습니다. "따라서 우리는 스위칭 전압 조정 가능한 인버터를 실현했습니다. 회로 VTH 조정 가능한 n형 OPDBT와 p형 OPBT를 사용합니다.”
Guo와 동료들이 개발한 인버터는 동적 응답 특성을 기반으로 입력 신호의 10MHz에서도 고/저 출력 신호를 유지할 수 있습니다. 또한 5ns 및 6ns의 매우 짧은 상승 및 하강 시간 상수에 도달할 수도 있습니다.
새로운 유기 보완 인버터를 구현하는 것 외에도 Guo와 그녀의 동료들은 7개의 인버터를 통합하는 XNUMX단계 보완 유기 링 발진기를 제작했습니다. 이 인버터를 통해 동적 성능을 위한 수직 유기 트랜지스터의 장점을 입증할 수 있었습니다.
"4.0V의 공급 전압에서 측정된 신호 전파 지연은 링 발진기에 대해 스테이지당 11ns이며 단일 인버터의 상승 및 하강 시간과 유사한 범위에 있습니다."라고 Guo는 말했습니다. "이러한 신호 지연은 10V 미만의 공급 전압에서 모든 기판의 유기 링 발진기에 대해 지금까지 보고된 것과 비교할 때 짧습니다."
Guo와 그녀의 동료들은 통합 보완 인버터를 제작하기 위해 수직 채널 듀얼 베이스 유기 박막 트랜지스터를 최초로 사용했습니다. 그들의 작업은 다른 팀이 유사한 인버터를 만들도록 영감을 주어 새로운 제품을 만드는 길을 열 수 있습니다. 전자 구성 요소.
이 연구는 수직 유기 트랜지스터를 사용하여 고주파 논리 회로를 제작할 수 있는 가능성을 확인합니다. 트랜지스터는 현재 대규모로 구현하기에 충분히 빠르지 않기 때문에 팀은 수직 채널 듀얼 베이스 유기 트랜지스터의 속도를 높이고 크기를 줄이는 것을 목표로 추가 연구를 수행할 계획입니다.
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