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基于表面势的双栅双层石墨烯场效应晶体管模型（包含电容效应）

DOI：10.1142/S0218126619502414 期刊：Journal of Circuits, Systems and Computers 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 本研究提出了一种表面势建模方法，用于双栅极双层石墨烯场效应晶体管建模。通过考虑各层量子电容效应及层间电容，改进了GFET的等效电容网络?；诟玫刃У缛萃缃馕鋈范怂愕谋砻媸?，并利用表面势通过漂移-扩散输运机制建立了漏源电流的显式表达式。所开发模型的漏电流特性与转移特性与文献实验结果高度吻合。推导了本征石墨烯晶体管的小信号参数（输出电导gds、跨导gm、栅漏电容Cgd和栅源电容Cgs），最终确定了该模型的截止频率。采用归一化均方根误差(NRMSE)指标与实验数据对比，显示NRMSE小于16%?；诟媚Ｐ涂⒘薞erilog-A代码，并在Cadence设计环境中利用此模型设计了单端倍频器。
作者： Sudipta Bardhan，Manodipan Sahoo，Hafizur Rahaman
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

建立一个基于表面势的双栅双层石墨烯场效应晶体管模型，包含量子电容和层间电容等电容效应，以精确模拟其电学特性并通过实验数据进行验证。

研究成果

所开发的GFET模型准确捕捉了电容效应，与实验数据吻合良好（NRMSE小于16%）。该模型可应用于电路设计（如倍频器），并为石墨烯基电子器件的进一步优化奠定了基础。

研究不足

该模型在解释所有寄生效应和材料特性变化方面可能存在局限性；归一化均方根误差（NRMSE）小于16%，表明仍有改进空间。其应用主要针对特定石墨烯场效应晶体管（GFET）结构，可能不适用于其他构型。

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