Finfet transistörlerde intermodülasyon distorsiyon analizi

Bu tez çalışmasında, nano boyutlu yarı iletken teknolojisinin önemli bir bileşeni olan FinFET (Fin Field Effect Transistor) transistörlerde intermodülasyon distorsiyonu incelenmiştir. İntermodülasyon distorsiyonu, özellikle analog ve RF (radyo frekansı) uygulamalarda, sistem doğrusal olmaktan çıktığında ortaya çıkan ve girişte bulunmayan istenmeyen frekans bileşenlerinin oluşmasına neden olan bir bozulma türüdür. Bu bozulma, sinyal bütünlüğünü düşürerek sistem performansını ciddi şekilde etkileyebilir. Çalışmada, FinFET'in küçük sinyal eşdeğer devresi modellenmiş ve bu model üzerinden ikinci ve üçüncü dereceden intermodülasyon ürünleri analiz edilmiştir. Elde edilen model, çeşitli parametreler (gm, Cgs, Rds vb.) üzerinden doğrusal olmayan davranışları temsil edecek şekilde detaylandırılmıştır. Sistemin teorik analizinde Maple 2018 yazılımı kullanılarak Volterra serilerinin sembolik türevleri çıkarılmış, birinci (H₁), ikinci (H₂) ve üçüncü derece (H₃) transfer fonksiyonları analitik olarak elde edilmiştir. Maple'ın sembolik hesaplama kabiliyeti sayesinde, FinFET'in doğrusal olmayan davranışını belirleyen gm1, gm2, gm3, Cgs2, Cgs3 gibi yüksek mertebe türevleri içeren çekirdekler açık formda ifade edilmiş, böylece intermodülasyon distorsiyonunun temel kaynakları matematiksel olarak ortaya konmuştur. Bu sonuçlar, hem teorik modelin doğrulanması hem de cihazın nonlineer karakteristiklerinin açıklanması için temel bir referans oluşturmuştur. Elde edilen bulgular, FinFET'lerde intermodülasyon distorsiyonunun özellikle yüksek frekanslarda belirgin hale geldiğini ve tasarım sırasında bu etkilerin göz önünde bulundurulması gerektiğini göstermektedir.Bu tez, FinFET teknolojisinin RF ve analog devrelerde kullanımına yönelik tasarım kriterlerinin geliştirilmesine katkı sağlamayı amaçlamaktadır.