Geïntegreerde schakelingen (IC's) op basis van organische transistoren hebben veel waardevolle toepassingen, bijvoorbeeld bij de fabricage van papierachtige displays of andere elektronische componenten met een groot oppervlak. In de afgelopen decennia hebben elektronica-ingenieurs over de hele wereld verschillende van deze transistors ontwikkeld.
Een veelbelovend alternatief voor deze transistors zijn organische dunne-filmtransistors met twee poorten en verticale kanalen. Deze transistors hebben verschillende gunstige eigenschappen, zoals korte kanaallengtes en afstembare drempelspanningen (VTH). Ondanks deze voordelen is het ontwikkelen van complementaire invertercircuits voor deze transistors tot nu toe een uitdaging gebleken vanwege een gebrek aan geschikte p- en n-type apparaten.
Onderzoekers van Technische Universitat Dresden, Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf (HZDR) en Northwestern Polytechnical University hebben onlangs verticale organische permeabele dual-base transistors ontwikkeld die kunnen worden geïntegreerd in logische circuits. Ze evalueerden het mogelijke gebruik van deze transistors in complexe geïntegreerde schakelingen.
“De dubbele poort Transistor die we hebben ontwikkeld als onderdeel van ons eerdere onderzoek, bestaat uit een dunne film met één verticaal kanaal Transistor met een extra tweede poort en tweede diëlektricum, die kan worden gebruikt om de drempel af te stemmen spanning”, vertelde Erjuan Guo, een van de onderzoekers die de studie uitvoerde. "In onze nieuwe studie hebben we de functie en het voordeel van de verticaal-kanaal dual-gate transistors in meer gecompliceerde geïntegreerde schakelingen, bijvoorbeeld organische complementaire inverters en ringoscillatoren, verder bestudeerd.
Guo en haar collega's creëerden geïntegreerde complementaire omvormers door verticale n-kanaal organische permeabele dual-base transistors (OPDBT's) en verticale p-kanaal organische permeabele basistransistors (OPBT's) te verbinden. Met name kan de tweede poort in de OPDBT's de aan- en uit-toestanden van de transistors regelen, waardoor de toestanden van de omvormers worden beïnvloed.
"Op basis van de metingen die we hebben verzameld, vinden we dat dual-base transistors een breed scala aan regelbaarheid van de schakelspanning mogelijk maken van een complementaire omvormer van meer dan 0.8 V, bij een ingangsspanning van <2.0 V, op een deterministische manier", zei Guo. “Daarom hebben we een schakelende spanningsafstembare omvormer gerealiseerd circuit met behulp van een VTH-afstembare n-type OPDBT en een p-type OPBT.”
Op basis van dynamische responskarakteristieken kunnen de door Guo en haar collega's ontwikkelde omvormers hoge/lage uitgangssignalen behouden, zelfs bij 10 MHz van het ingangssignaal. Bovendien kunnen ze ook zeer korte stijg- en daaltijdconstanten bereiken van 5 ns en 6 ns.
Naast het realiseren van een nieuwe organische complementaire omvormer, vervaardigden Guo en haar collega's zeventraps complementaire organische ringoscillatoren, waarbij 7 omvormers werden geïntegreerd. Met deze inverters konden ze de voordelen demonstreren van verticale organische transistors voor dynamische prestaties.
"Bij een voedingsspanning van 4.0 V is de gemeten signaalvoortplantingsvertraging 11 ns per trap, want de ringoscillator bevindt zich in een vergelijkbaar bereik als de stijg- en daaltijd van de enkele omvormer," zei Guo. "Deze signaalvertragingen zijn kort in vergelijking met de vertragingen die tot nu toe zijn gerapporteerd voor organische ringoscillatoren op elk substraat bij voedingsspanningen van minder dan 10 V."
Guo en haar collega's waren de eersten die verticale-kanaal dual-base organische dunne-filmtransistors gebruikten om geïntegreerde complementaire inverters te fabriceren. Hun werk zou andere teams kunnen inspireren om soortgelijke omvormers te maken, en zo de weg vrijmaken voor het creëren van nieuwe elektronische componenten.
De studie bevestigt het potentieel van het gebruik van verticale organische transistoren om hoogfrequente logische circuits te fabriceren. De transistors zijn momenteel niet snel genoeg om op grote schaal te worden geïmplementeerd, dus het team is van plan verdere studies uit te voeren om de snelheid te verhogen en de grootte van verticale-kanaal dual-base organische transistors te verkleinen.
ELE Times Nieuws
ELE Times biedt uitgebreide wereldwijde dekking van elektronica, Technologieen de Markt. Naast het verstrekken van diepgaande artikelen trekt ELE Times het grootste, gekwalificeerde en zeer betrokken publiek in de sector aan, dat onze actuele, relevante inhoud en populaire formats op prijs stelt. ELE Times helpt u ervaring op te bouwen, verkeer te genereren, uw bijdragen aan de juiste doelgroep over te brengen, leads te genereren en uw producten op een positieve manier op de markt te brengen.
-
ELE Times Nieuwshttps://www.eletimes.com/author/eletimesRenesas kondigt meer dan 35 winnende combinaties aan met zowel Dialog- als Renesas-producten
-
ELE Times Nieuwshttps://www.eletimes.com/author/eletimesIndia is van plan om uit te groeien tot wereldleider in groene waterstof
-
ELE Times Nieuwshttps://www.eletimes.com/author/eletimesDRDO ontwikkelt nieuw elektro-optisch systeem om drones te detecteren
-
ELE Times Nieuwshttps://www.eletimes.com/author/eletimesIBM onthult on-chip versnelde kunstmatige-intelligentieprocessor