مدل تحلیلی جریان الکتریکی مبتنی بر بار با در نظر گرفتن میدان الکتریکی عرضی برای نانو ترانزیستور ماسفت دوگیتی

در این مقاله، برای ترانزیستور ماسفت دوگیتی متقارن با آلایش کم با استفاده از انتقال نفوذی و رانشی حامل‌های بار وارونه، یک مدل تحلیلی برای جریان الکتریکی ارائه شده است.  نخست، با استفاده از معادله پواسون یک‌بعدی کانال بلند در جهت عمود بر کانال در حضور حامل‌های متحرک بار، معادله دیفرانسیلی برای بار کانال به‌دست می‌آید که پاسخ آن تغییرات مؤلفه غلظت بار کانال بلند را در امتداد عمود بر کانال نشان می‌دهد. پتانسیل یک‌بعدی کانال بلند با استفاده از این مؤلفه محاسبه می‌شود. مؤلفه دوبعدی پتانسیل کانال کوتاه که ناشی از اثر میدان الکتریکی عرضی در ادوات کانال کوتاه است، از حل معادله لاپلاس به‌دست می‌آید و از طریق آن، مؤلفه دوبعدی تغییرات غلظت بار محاسبه می‌شود. غلظت کلی بار کانال از جمع دو مؤلفه بار کانال بلند و بار کانال کوتاه به‌دست می‌آید. با استفاده از بار کل محاسبه‌شده و قانون گوس در زیر گیت در هر نقطه در امتداد کانال، بار وارونه در آن نقطه محاسبه می‌شود. برخلاف مدل‌های موجود که بار وارونه را فقط با استفاده مؤلفه کانال بلند بار در راستای عمود بر کانال محاسبه می‌کنند، در روش پیشنهادی نشان داده می‌شود که مؤلفه بار دو بعدی کانال کوتاه ناشی از اثر میدان الکتریکی عرضی نیز در راستای عمود بر کانال تغییرات دارد که در محاسبه بار وارونه کل کانال تأثیرگذار خواهد بود و در ادوات کانال کوتاه باید در نظر گرفته شود. تطبیق مناسب بین نتایج حاصل از مدل و نتایج شبیه‌سازی  با نرم‌افزار، دقت مناسب مدل پیشنهادی را نشان می‌دهد.