基于无结陡峭斜率薄膜晶体管的亚纳瓦级运算跨导放大器，用于超低功耗生物医学和传感器接口应用

《Integration》：Junctionless Steep-Slope TFET-based Sub-Nanowatt Operational Transconductance Amplifier for Ultra Low Power Biomedical and Sensor Interface Applications

　　

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  所提出的采用SiGe口袋和无结设计的Si-JLSSTFET实现了高I_on/I_off比和低DIBL，适用于超低功耗操作。
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  TCAD分析的器件集成到线性化OTA中，可在0.3 V下实现低幅度生物医学信号的高效放大。
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  OTA实现亚纳瓦级功耗（0.6–0.8 nW），具有较高的跨导效率，适用于生物医学和传感器应用。

章节摘要

引言

疾病的诊断和治疗长期以来受益于生物医学技术的进步。心电图（ECG）是最常用的非侵入性方法之一，用于记录心脏的电活动，也是诊断多种心脏病（如心律失常、心肌梗死和心力衰竭）的重要工具。ECG信号通常很弱且频率较低，这使得在便携式设备中采集和放大变得困难。

文献综述

2025年，Chatterjee O.等人[16]提出了一种基于电荷等离子体介电改性无结双栅TFET（CP-DM-JLDGTFET）的无标签生物传感器。所设计的生物分子固定方案是在翻转版本中采用L形纳米腔，并配以薄的高K层。该器件在介电常数K=12时，漏极电流灵敏度约为$$。性能分析优化了器件灵敏度和导通电流，结果表明

所提出的Si-JLSSTFET建模

本节提出了一种新型硅基无结亚阈值斜坡隧道场效应晶体管（Si-JLSSTFET），并集成亚纳瓦级运算跨导放大器（OTA），用于超低功耗生物医学和传感器接口模拟应用。所提出的Si-JLSSTFET结构如图1所示。所提出的Si-JLSSTFET采用无结架构，通过对源极、沟道和漏极进行均匀的n型掺杂来实现。这种排列方式提供了优异的静电控制。

结果与讨论

所提出的Si-JLSSTFET器件采用2D Silvaco TCAD仿真进行设计和建模，所得器件特性用于在超低电压条件下设计并进行LTspice仿真所提出的TL-OTA。从TCAD仿真中提取的所提出的Si-JLSSTFET器件特性通过行为建模方法集成到LTspice中，用于超低电压条件下的电路级OTA分析。电路级仿真还用于

结论

本研究提出了一种新型硅基无结亚阈值斜坡隧道场效应晶体管（Si-JLSSTFET），并集成亚纳瓦级运算跨导放大器（OTA），用于超低功耗生物医学和传感器接口应用。所提出的Si-JLSSTFET利用SiGe口袋和漏极侧覆盖层增强带间隧穿效应，提供增强的电场局域化和更强的静电控制。Silvaco ATLAS TCAD仿真用于

未引用参考文献

33.

知情同意

本人证明已向上述个人说明本研究的性质和目的，并讨论了参与本研究可能带来的潜在益处。该个人对本研究的问题已得到解答，我们将随时准备解答未来的疑问。

伦理审批

我的研究导师已审阅并从伦理角度批准了本稿件在此期刊发表。

作者贡献声明

作者确认对本论文的贡献如下：研究构思与设计：Monisha V和Beno Austin；数据收集：Monisha V和Beno Austin；结果分析与解释：Monisha V和Beno Austin；初稿撰写：Monisha V和Beno Austin。所有作者审阅了结果并批准了论文的最终版本。

利益冲突声明

本论文不存在影响发表的利益冲突。

数据和材料可用性

由于本研究中未创建或分析新数据，因此不适用数据共享。

人权与动物权利

本论文不包含任何作者进行的人类或动物主题研究。

数据可用性声明

当前研究期间生成和/或分析的数据集可从通讯作者处合理请求获得。

研究资助

无资金支持。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的影响本文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢：

作者衷心感谢导师在本研究期间给予的指导和坚定支持。

V. Monisha|Beno Austin