ترانزیستور با کانال فروالکتریک (Ferroelectric FET - FeFET)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور با کانال فروالکتریک (Ferroelectric FET - FeFET) :
FeFET (Ferroelectric FET) یک ترانزیستور اثر میدانی است که در پشته گیت آن یک لایه فروالکتریک (Ferroelectric) قرار دارد. فروالکتریک ها موادی هستند که قطبش الکتریکی خود به خودی دارند و این قطبش می تواند با اعمال میدان الکتریکی تغییر کند و حتی پس از قطع میدان باقی بماند. این خاصیت شبیه فرو مغناطیس است.
در FeFET، با اعمال ولتاژ به گیت، لایه فروالکتریک قطبی می شود. این قطبش، بار سطحی ایجاد می کند که ولتاژ آستانه (
\[ V_{TH} \]) ترانزیستور را تغییر می دهد. دو حالت قطبش (مثبت و منفی) دو سطح آستانه متفاوت ایجاد می کنند که می توانند به عنوان "۰" و "۱" در حافظه های غیرفرار استفاده شوند. بنابراین FeFET یک حافظه غیرفرار تک ترانزیستوری است.
\[ \Delta V_{TH} = \pm \frac{P_r \cdot t_{FE}}{\epsilon_{FE}} \quad \text{(P_r قطبش باقی مانده)} \]مزایای FeFET: سرعت بالا (زیر نانوثانیه)، مصرف توان پایین، مقاومت بالا در برابر چرخه های خواندن/نوشتن، و سازگاری با فرآیند CMOS استاندارد (با افزودن لایه فروالکتریک مانند HfO2 دوپ شده با Zr). این ویژگی ها FeFET را برای کاربردهایی مانند حافظه های نهان (Cache) غیرفرار، حافظه های تعبیه شده، و نورومورفیک (شبکه های عصبی) جذاب کرده است.
چالش ها: پنجره حافظه محدود (تفاوت
\[ V_{TH} \])، پایداری در دمای بالا، و تأثیر خواندن بر حالت (خواندن مخرب نیست اما می تواند کمی نویز ایجاد کند). با این حال، FeFETها در حال تجاری سازی هستند (مثلا توسط شرکت هایی مانند Ferroelectric Memory Co.).
