Интегральные схемы (ИС) на основе органических транзисторов имеют много ценных применений, например, в производстве бумажных дисплеев или других электронных компонентов с большой площадью. За последние несколько десятилетий инженеры-электронщики во всем мире разработали множество этих транзисторов.
Перспективной альтернативой этим транзисторам являются органические тонкопленочные транзисторы с вертикальным каналом и двойным затвором. Эти транзисторы обладают несколькими полезными свойствами, такими как небольшая длина канала и настраиваемые пороговые напряжения (VTH). Несмотря на эти преимущества, из-за отсутствия соответствующих устройств p- и n-типа, инвертор комплементарен. схемы 3р3р382. для этих транзисторов до сих пор оказалось сложной задачей.
Исследователи из Технического университета Дрездена, Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf (HZDR) и Северо-Западного политехнического университета недавно разработали вертикальные органические проницаемые транзисторы с двумя базами, которые можно интегрировать в логические схемы. В недавняя статья, опубликованная в Природа Электроника , они оценили возможность использования этих транзисторов в сложных интегральных схемах.
«Транзистор с двумя затворами, который мы разработали в рамках нашего предыдущего исследования В Nature Communications Состоит из одного тонкопленочного транзистора с вертикальным каналом, дополнительного второго затвора и второго диэлектрика, который можно использовать для настроить его пороговое напряжение ", - сказал TechXplore Эрджуан Го, один из исследователей, проводивших исследование. «В нашем новом исследовании мы изучили функцию и преимущества вертикальных канальных транзисторов с двумя затворами в более сложных интегральных схемах, например, в органических дополнительных инверторах и кольцевых генераторах, и т.д.
Гуо и ее коллеги создали интегрированные дополнительные инверторы путем подключения вертикальных n-канальных органических проницаемых транзисторов с двумя базами (OPDBT) и вертикальных p-канальных транзисторов с органической проницаемой базой (OPBT). Примечательно, что второй затвор в OPDBT может управлять включенным и выключенным состояниями транзисторы, тем самым влияя на состояния инверторов.
"Основываясь на измерениях, которые мы собрали, мы обнаружили, что двухбазовые транзисторы допускают широкий диапазон переключения напряжение управляемость дополнительного инвертора свыше 08 В при входном напряжении <2.0 V, in a deterministic manner," Guo said. "We hence realized a switching voltage-tuneable inverter circuit using a VTH-tuneable n-type OPDBT and a p-type OPBT."
Основываясь на характеристиках динамического отклика, инверторы, разработанные Гуо и ее коллегами, могут поддерживать высокие /низкие выходные сигналы даже на 10 МГц входного сигнала. Кроме того, они также могут достигать очень коротких постоянных времени нарастания и спада 5 нс и 6 нс.
В дополнение к реализации нового органического дополнительного инвертора, Гуо и ее коллеги изготовили семиступенчатые дополнительные органические кольцевые генераторы, объединив 7 инверторов. Эти инверторы позволили им продемонстрировать преимущества вертикальных органических транзисторов для динамических характеристик.
«При напряжении питания 40 В измеренная задержка распространения сигнала составляет 11 нс на каскад, поскольку кольцевой генератор находится в том же диапазоне, что и время нарастания и спада одиночного инвертора», - сказал Гуо. «Эти задержки сигнала малы по сравнению с теми, о которых сообщалось до сих пор для органических кольцевых генераторов на любой подложке при напряжении питания менее 10 В.»
Гуо и ее коллеги были первыми, кто использовал вертикальные канальные двухосновные органические тонкопленочные транзисторы для изготовления интегрированных дополнительных инверторов. Их работа может вдохновить другие команды на создание подобных инверторов, тем самым проложив путь к созданию новых электронных компонентов.
Исследование подтверждает возможность использования вертикальных органических транзисторов для изготовления высокочастотных логических схем. Файл транзисторы 3р3р382. в настоящее время недостаточно быстры, чтобы их можно было внедрить в больших масштабах, поэтому команда планирует провести дальнейшие исследования, направленные на увеличение скорости и уменьшение размера двухбазового вертикального канала Органические транзисторы 3р3р382. .