FET将被SGT取代？

     英国研究人员近提出了一种晶体管的结构SGT(source-gate transistor)，采用SGT改善了薄膜数字电路的噪声容限、功率延时积（power-delay product)和稳定性（robustness)。研究人员建议用这种新型晶体管来取代FET。
                 

    英国萨里大学的优秀学者谈到，SGT在薄膜处理过程与FET一样，但是目前看来，在印刷和其它非平板印刷制造技术中，SGT对几何错误的敏感程度比FET要小。这是由于它们各自的结构决定的，SGT对漏源的距离几乎不敏感，但是FET对此非常敏感。基于此，支持者们建议将SGT用于印刷电子电路和显示等需要柔性衬底方面的应用上。
                        

    “当模式改变了，性能上并没有真正的改变。”萨里郡的先进技术研究所的Radu Sporea博士对Electronic Weekly 的记者谈道。

    当然，SGT也会表现出低饱和电压和高增益。缺点在于与同样的FET相比，SGT的响应速度更慢，能承受的电流更小。

    在自然科学报告发表的一篇文章中谈道，由Sporea 领导的萨里科学家组成的科研小组设计了一个双管反相器（two-transistor inverters),它由源极和漏极间距为4μm的多晶体硅FET或者SGT组成。使用这个模型来与实际的器件做比较。

                        
    首先，给它们供5V电压，SGT反相器表现更大的增益和噪声容限。如上图，是两种反相器的电压传输特性曲线，可以看出SGT反相器的转折区更陡，它的图像更接近于方波。它的开关电流比大于10^5。

    萨里大学研究者认为，从电路的稳定性以及与FET几乎一样的制造过程上考虑，SGT是一个不错的选择。像遥感和数据处理等应用，它能既保证稳定性又可以降低成本的实现应用。尽管SGT的开关速度不如FET,但SGT的高增益意味着反相器的线性区（两管都部分导通的时候）更短。切换功耗低，功率延时积（power-delay product)也相应降低。

    鉴于这个模型的结果，Sporea声称SGT构建的薄膜数字电路的噪声容限和制造方面的优点比速度更重要。萨里团队和飞利浦目前在SGT模拟电路方面上投入大量的精力。

    SGT的增益，线性和动态范围都很高。Sporea说：“线性高的特性让它们更适合OLED像素驱动。有机FET也许需要10V电压才能供一个2V的OLED工作，而SGT只需要1.5V。使用sub-threshold FET可以不用10V电压，但是那就需要sub-threshold compensation,每个像素点需要10只管子。

    OLED由电流驱动，这方面FET更适合。基于此，Sporea回应说：“FET需要更长的source-drain距离（通道长度）来避免短通道效应（short-channel effects)。SGT可以用非常短的通道，这样，就可心利用省下来的通道长度来增加它的电流能力。

    SGT和FET的结构相似，几乎所有的半导体都可以作为制作它们的材料。上图是一个研究的结构图。如果让图中的source barrier开路，左边的漏极看作源极，它就是一个bottom-gate 的FET；如果让左边的漏极开路，连接source barrier,它就可以看作是一只SGT。

    FET是由栅极电压调节通道的导电性的，而在SGT中，栅极电压通过一个与源极接触的不活动的通道形成的二极管来调节反向漏电流。

    SGT与FET不同的是，它的源极与器件半导体通道必须形成一个二极管。有很多的结构都可以满足这个要求。萨利大学采用的是肖特基结。

原文链接：//www.electronicsweekly.com/news/research/novel-transistor-makes-robust-thin-film-logic-2014-03/