MAKARA, SAINS, VOL. 14, NO. 2, NOVEMBER 2010: 179-183
PENURUNAN NOISE FIGURE PERFORMANCE (FN) PADA HETEROJUNCTION BIPOLAR TRANSISTOR SI/SI 1-X GEX BERDASARKAN PENGATURAN STRIPE EMITTER AREA (AE) DAN FRACTION MOLE (X) Tossin Alamsyah1*), Djoko Hartanto2, dan N.R. Puspawati2 1. Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta, Depok 16422, Indonesia 2. Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia *)
E-mail:
[email protected]
Abstrak Paper ini membahas pengaruh perubahan stripe emitter area (Ae) dan fraction mole (x) terhadap unjuk kerja heterojunction bipolar transistor (HBT) SiGe antara lain resistensi parasitis RB dan RC, fT, fmaks, current gain (β) serta noise figure (Fn,), model dikembangkan dari HBT SiGe IBM generasi kedua dengan Ae 0,18 × 10 μm2. Saat Ae diturunkan menjadi Ae 0,12 × 10 μm2 dan Ae 0,09 × 10 μm2 dan fraction mole (x) dinaikkan menjadi dua kali (2) maka parameter RB, dan β mempunyai relasi positif sedangkan RC, fT, fmaks negatif terhadap perubahan tersebut. Model HBT SiGe dengan x: 0,1 dan Ae: 0,18 × 10 μm2 mempunyai nilai Fn minimum terendah dibanding dengan Ae 0,12 × 10 μm2 dan 0,09 × 10 μm2 yaitu 0,57 dB, 0,64 dB, 0,69 dB. Jika nilai fraction mole (x) diturunkan 50%, menyebabkan kenaikkan Fn yang tidak linier yaitu 77%, 79% dan 89% dari nilai semula. Relasi noise figure (Fn) dengan stripe emitter area (Ae) memiliki hubungan negatif, sedangkan dengan fraction mole (x) memiliki hubungan positif jadi noise figure (Fn) dapat dibuat rendah dengan memperkecil stripe emitter area (Ae) dan menaikkan fraction mole (x).
Abstract Reduction of Noise Figure (Fn) on Bipolar Heterojunction Si/Si1-x Gex based on Arrangements Stripe Emitter Area (Ae) and Mole Fraction (x). This paper investigates the influence of stripe emitter area (Ae) and fraction mole (x) concerning about noise figure performance (FN) at HBT SiGe. It takes the second generation of HBT SiGe IBM with Ae; 0.18 x 10 μm2 developed as its model. When the alterations of Ae are from 0.18 x 10 μm2, 0.12 x 10 μm2 and 0.09 x 10 μm2, at the same time the fraction mole (x) is raised twice, it makes positive relation to RB and β parameter, but negative relation to RC, fT, and fmax parameter. A model of HBT SiGe with x: 0.1 and Ae: 0.18 x 10 μm2 produces 0.57dB of Fn minimum, the value is less than the other of which has 0.64dB for Ae: 0.12 x 10 μm2 and 0.69 dB for Ae: 0.09 x 10. Then if fraction mole(x) is reduced for 50%, it causes nonlinear Fn raising which are 77%, 79% and 89% from the previous value. Noise figure (Fn) had a negative relationship with emitter stripe area (Ae), whereas the mole fraction (x) has a positive relationship; so the noise figure (Fn) can be made low by minimizing emitter stripe area (Ae) and raise the mole fraction (x). Keywords: fraction mole (x), noise performance (Fn), SiGe HBT, stripe emitter area (Ae)
dan mekanisme material sehingga perilaku kecepatan arus listrik berubah, basis yang tersusun material silikon dan germanium mengakibatkan adanya perubahan energi band gap (ΔEg). Besarnya energi band gap (ΔEg) ini disebabkan oleh fraction mole (x) Ge pada Si dan doping concentration pada basis [3].
1. Pendahuluan Konsep heterojunction bipolar transistor (HBT) ditawarkan oleh Shockley dan Kromer [1] konsep ini merupakan suatu lompatan dalam perkembangan teknologi material semikonduktor, khususnya pada perkembangan komponen transistor bipolar. Tahun 1989, IBM telah mengembangkan HBT silikon dan germanium (SiGe) yang mencapai kecepatan hingga 210 GHz dengan kebutuhan arus listrik sebesar 1 mA [2]. Hal ini terjadi karena adanya perubahan sifat fisis
Teknologi epitaksi modern untuk SiGe seperti molecular beam epitaxy (MBE), ultra high vacuum/chemical vapor deposition (UHV/CVD) dan low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) memungkinkan pengaturan
179
180
MAKARA, SAINS, VOL. 14, NO. 2, NOVEMBER 2010: 179-183
profil doping dan komposisi Ge yang bervariasi pada sisi basis HBT sehingga dapat dirancang HBT SiGe yang memberikan penguatan arus, frekuensi treshold (fT) dan frekuensi osilasi maksimum (fmaks) yang tinggi serta minimum noise figure yang rendah. Beberapa tahun ini perkembangan teknologi SiGe HBT ini sungguh progresif, beberapa vendor mengembangkan deviasi HBT SiGe yang bekerja pada fT, dan fmax, diatas 100 GHz atau lebih, ini didukung dengan kemajuan teknologi litografi. [4]. Generasi kedua HBT SiGe yang dikembangkan oleh IBM bekerja pada fT sekitar 80 GHz, dengan litografi 0,18 µm dan generasi ketiga fT maksismum hampir 200 GHz, dengan litografi 0,12 µm. HBT SiGe dengan unjuk kerja fT dan fmak, current gain yang tinggi dapat diperoleh dengan pengontrolan fraction mole (x) dan area basis, pengontrolan polycristalin [5], pengontrolan lengan emiter Ae [6,7]. Dua pola sambungan pada heterojunction yaitu abrupt dan graded junction, kedua pola ini terjadi karena bentuk sebaran mole fraction (x) yang berbeda. Sebaran mole fraction (x) abrupt junction sifatnya uniform disetiap luasan sambungan sedangkan untuk graded junction berbeda disetiap luasan sambungan. Pada material Si1-xGex, penambahan Ge pada Si menyebabkan terjadinya penyempitan celah pita energi, besarnya celah pita energi ini dipengaruhi oleh banyaknya fraksi Ge yang digunakan seperti dinyatakan oleh Persamaan A1, sebagai model matematika dari ΔΕg,Ge. Penyempitan celah pita energi akibat penambahan fraksi dan berlaku untuk nilai fraksi mole (x) kecil [8]. Selain terjadi penambahan Ge pada Si, band gap energi (Eg,HD) pada bahan SiGe juga terjadi dipengaruhi oleh konsentrasi doping tinggi pada basis (NB) (heavy doping). Model penyempitan celah pita energi akibat konsentrasi doping ini dikespresikan sesuai Persamaan A2 [9-11], sehingga energi band gap total (ΔEg) sesuai Persamaan A3 [9].
ΔE
g , Ge
= 0 , 74 x
⎧ ⎪ ⎛ N Δ E g , HD ( N ) = E1 ⎨ ln ⎜ ⎜ ⎪ ⎝ N ref ⎩
⎞ ⎟+ ⎟ ⎠
A1 ⎡ ⎛ N ⎢ ln ⎜⎜ ⎢⎣ ⎝ N Re f
Δ E g = Δ E g , Ge + Δ E gHD ( N )
2 ⎫ ⎞⎤ ⎟ ⎥ + C ⎪⎬ ⎟⎥ ⎪ ⎠⎦ ⎭
A2 A3
Pada Gambar 1 diperlihatkan data eksperimen yang menunjukkan besarnya diskontinuitas pada pita valensi sebagai fungsi fraksi Ge. Densitas arus koletor (Jc). Dengan memperhitungkan pengaruh rekombinasi, densitas arus kolektor (JC) dapat dinyatakan dengan Persamaan A4. DnB adalah konstanta difusi elektron pada basis untuk basis pendek (short base) dengan doping merata [11,12]. Besarnya densitas arus kolektor pada HBT SiGe dipengaruhi oleh oleh energi band gap total (ΔEg), sehingga current gain (β) dinyatakan Persamaan A6 [12].
Gambar 1. Energi Band gap Konsentrasi [9]
J B , dif = −
n i2 ⎧⎪ ⎛ qV BE ⎨ exp ⎜⎜ N E w e ⎪⎩ ⎝ kT
qD
pE
( ΔE
J C , HBT =
qDnBαni20e g , HD N BWb
+ ΔE g , Ge ) / kT
(ΔEg,HD)
vs
Doping
⎞ ⎪⎫ ⎟⎟ − 1⎬ ⎠ ⎭⎪
A4
⎧ ⎛ qVBE ⎞ ⎫ ⎟ − 1⎬ ⎨exp⎜ ⎩ ⎝ kT ⎠ ⎭
A5
Dengan demikian maka current Gain (β)
βSiGe =
NDEwe Dnb exp(ΔEg / kT) N ABwB Dpe
A6
Resistansi kolektor (RC ), basis (RB ). Model HBT SiGe yang dikembangkan oleh Hsieh [13], mempunyai dua terminal base, dan satu terminal emiter dan kolektor. HBT SiGe model dengan dua terminal basis mempunyai resistansi basis dan emiter yang lebih kecil, dibanding dengan HBT dengan satu terminal basis. Dengan demikian maka noise figure minimum (Fmin) HBT dengan dua terminal basis akan lebih rendah. Gambar 2 menunjukkan layout lateral dan vertikal dari Model HBT SiGe. Resistansi basis (RB atau Rbb) merupakan penjumlahan dari resistansi kontak Rb,cont., resistansi base-emitter gap Rgap dan resistansi spreading dibawah emiter R spread, dengan demikian resistansi basis sesuai dengan Persamaan A7 [13]. Untuk selanjutnya nilai RC dan RB atau rbb dapat ditentukan berdasarkan Persamaan A8 [13].
Rbb = Rb , con + Rgap + Rspread dengan Rb,cont = dan Rspread = RC =
ρC
A7
ρa ρC 2Le ., Rgap = ρ aWeb / 2 Le
ρ aWc / 12 Lc
+ρ T / LW +ρ T / L W +ρ T / L W LeWe,contact cap cap e e,contact. C2 C2 C C, junct C1 C1 C C A8
Frekuensi treshold ( fT) dan noise figure (Fn) atau Fmin. Frekuensi Treshold (fT) adalah frekuensi transisi pada saat terjadi penurunan -3dB dari gain voltage atau current gain (β), arus kolektor (Ic), fT dapat juga dinyatakan sebagai emitter-colector transit time yang diekspresikan dengan Persamaan 9A. τE, τB, τRC, dan τC,SCR adalah waktu discharging yang dibutuhkan dari
MAKARA, SAINS, VOL. 14, NO. 2, NOVEMBER 2010: 179-183
kelebihan elektron dari basis melalui sambungan kolektor dan R = kT , RE, dan RC Resistansi E qJ e parasitik pada emitor dan kolektor serta CBC kapasitansi kolektor basis, hubungan antara fT, f max dan RB atau rbb. Dari Persamaan A10 diketahui bahwa fmaks berbanding terbalik dengan RB resistansi basis dan Cbc kapasitansi basis kolektor dan berbanding lurus terhadap fT. Pada deviasi frekuensi tinggi khususnya RF circuit noise merupakan hal penting, pada frekuensi tinggi noise factor dapat dihitung dengan pendekatan black box small signal model dengan berdasar parameter y11,y12,y21 dan y22. Penurunan noise figure diturunkan berdasarkan nilai RB, RC, current gain (β) dan frekuensi teshold (fT). Dengan menggunakan pendekatan lain noise figure factor (NFmin) dapat digunakan Persamaan A11 dan noise figure minimum Fmin sesuai Persamaan A12 [14], Dengan nkT , τ = (C + C ) E
τB
jc
2 = XB
je
2D
qI
, τ RC = ( R E + RC )C JC
τEC =τtot = RE = f
τ
maks
B
C
1 =τE +τB +τRC +τC,SCR 2πfT
A9
kT qJ e fT
=
, 8R
B
C
= R B C BC =
NFmin ≈ 1 + 2 Fmin = 1 +
1
β
fT 2 8 f maks
f maks gm( RE + RB ) fT
+ 2
A10
BC
qI C f2 1 RB ( 2 + ) + 1 β kT fT β
A11 A12
2. Metode Penelitian Metode penelitian yang dilakukan dibuat pemodelan berdasarkan rancangan HBT SiGe IBM generasi kedua dengan area stripe emitter 0,18 μm dengan fT maksimum sekitar 84 GHz. Tools pemodelan yang digunakan adalah software Bilpole3G yang dikembangkan oleh BIPSIM Inc. Program simulator dapat mensimulasikan terminal electrical caharacteristics dari material silicon atau silicon-germanium. Software ini dirancang khusus untuk BJTs dan HBTs serta beberapa rancangan terbatas untuk MOSFEts, software ini dapat memberikan informasi mengenai geometry layout deviasi dan beberapa karakter impurity elektron. Dalam artikel ini dibahas peningkatan unjuk kerja HBT SiGe jika area stripe emitter (Ae) diperkecil dari 0,18 x 10 µm2, menjadi 0,12 x 10 µm2 kemudian 0,09 x 10 µm2, dengan
C
B
E
181
B
Gambar 2. Layout Lateral Model HBT SiGe Tabel 1. Layout Lateral Model HBT SiGe
Parameter Nilai Besaran cm Length B, E diffusion length 10.e-4 cm Stripe emitter width 0.18.e-4 cm Width of base contact 0.2e-4 cm Width of collector contact diffusion 0.54e-4 Width of diffusion base 1.1e-4 cm fraction mole (x) dinaikkan dari 0,05 menjadi 1, dengan demikian model HBT yang akan dianalisis diberi nama file; 009asli, 012asli dan 018asli untuk fraction mole (x) 0,005 dan 009asli_ge10, 012asli_ge10 dan 018asli_ge10 dengan fraction mole (x) 0,1. Pertama parameter yang diamati adalah resistansi basis dan kolektor (RB dan RC), current gain (β), frekuensi treshold (fT) dan noise figure minimum (Fmin). Gambar 3 menunjukkan layout geometri lateral dari model HBT SiGe, sedangkan Tabel 1 menunjukkan parameter dari layout tersebut. Untuk selanjutnya layout ini diuji dengan software Bipole3, dari hasil pengujian, model ini menghasilkan terminal output karaketeristik dengan deviasi sekitar 7% jika dibandingkan dengan HBT generasi kedua yang dikembangkan oleh IBM.
3. Hasil dan Pembahasan Pengaturan area stripe emitter (Ae) arah lateral dilakukan dengan cara memperkecil stripe emitter dari 0,18 x 10 µm2 menjadi 0,12 x 10 µm2 dan 0,09 x 10 µm2 kemudian pengaturan fraction mole (x) dinaikkan dari 0,05 menjadi 1, hasilnya menunjukkan perubahan area stripe emitter Ae tidak mempengaruhi energi band gap yang bernilai 0,12 eV. Tetapi untuk perubahan fraction mole (x) dari 1 menjadi 0,8, 0,5 dan 0,3 terjadi perubahan pada energi band gap yaitu 0,16, 0,14, 0,12, 0,11 eV. Perubahan ini akan berpengaruh pada konsentrasi pembawa muatan pada SiGe (niSiGe) sesuai dengan persamaan A5. Untuk VBE 0,65 Volt dengan Ae, 0,18 x 10 µm2, 0,12 x 10 µm2 dan 0,09 x 10 µm2 dengan fraction mole (x) 0,05 menghasilkan IC, berturut-turut 8,5 mA, 6,5 mA dan 5,5 mA. Ketika mole fraction (x) dinaikkan menjadi 2 kali maka nilai IC naik menjadi
182
MAKARA, SAINS, VOL. 14, NO. 2, NOVEMBER 2010: 179-183
335 mA, 225 mA, dan 215 mA. Dengan demikian relasi antara IC , dengan mole fraction (x) adalah:
I C ≈ k .F ( x, Ae )VBE ,Kons tan
(A13)
Pengaruh area stripe emitter (Ae) dan mole fraction (x), terhadap resistansi basis (RB) dan kolektor (RC). Pengaturan area stripe emitter (Ae) arah lateral dilakukan dengan cara memperkecil stripe emitter diturunkan dari 0,18 μm menjadi 0,12 μm dan 0,09 μm, maka resistansi basis (RB) bernilai 10, 7, dan 6 ohm dan resistansi kolektor (RC) naik dari 45 ohm, 52 ohm, dan 58 ohm kedaan ini diambil saat arus IC 0,001 A. Jadi RB dan RC tidak terpengaruh oleh kenaikan mole fraction (x) yang diubah dari 0,05 menjadi 0,1. Dengan demikian fungsi perubahan stripe emitter area (Ae) terhadap RB dan RC dapat dituliskan sebagai berikut:
Ae ≈ k 0 . F (
RB
RC
), I C , kons tan
(A14)
Pengaruh area stripe emitter (Ae) dan mole fraction (x) pada current gain (β). Perubahan area stripe emitter (Ae) berbanding langsung terhadap nilai current gain (β), pada saat; Ae: 0,18 x 10 µm2, 0,12 x 10 µm2 dan 0,09 x 10 µm2 serta mole fration (x) 0,05, current gain (β) bernilai 140, 130, dan 120 pada saat IC 0,001A. Kemudian ketika mole fraction (x) dinaikkan menjadi 0,1 menjadi 2 kali, current gain (β) naik menjadi 245, 205 dan 180 hal ini sesuai dengan Persamaan A6.
dari 0,18 x 10 μm2 menjadi 0,12 x 10 μm2 dan 0,09 x 10 μm2 pada mole fraction (x) 0,05, didapat fT berturutturut 48 GHz, 52,4 GHz, dan 56 GHz dengan fmaks : 101 GHz, 123 GHz, dan 134 GHz saat arus kolektor (IC) 0,001A. Jadi dengan demikian dapat dinyatakan bahwa area stripe emitter (Ae) berbanding terbalik dengan nilai fT dan fmaks pada HBT SiGe, dengan hubungan:
Ae ≈ k .F ( 1
fT . f maks
) saat IC,konstan sedangkan relasi
mole fraction (x) terhadap fT dan fmaks sesuai dengan relasi; x( molefracti on ) ≈ k .F ( fT . f maks ) . Gambar 4 menunjukkan diagram fT terhadap IC untuk beberapa model HBT SiGe. Pengaruh area stripe emitter (Ae) dan mole fraction (x) terhadap noise figure minimum (Fn). Tabel 2 menunjukkan rangkuman hasil karakteristik pemodelan HBT, pada saat VBE 0,65 Volt, yang terdiri dari 6 model dengan pengaturan area stripe emitter (Ae) dan mole fraction (x), model dinyatakan dengan nama file: 0,18asli, 0,12asli dan 0,09asli untuk fraction mole (x) 0,05 dan 0,18asli_ge10, 0,12_ge10, 0,09_ge10 untuk mole fraction (x) 0,1. Gambar 5 menunjukkan noise figure minimum (Fn) untuk HBT model dengan stripe
Current gain (β) naik jika mole fraction (x) naik karena bertambahnya bilangan konstanta (ΔΕg/kT)). Hubungan antara area stripe emitter (Ae) dengan current gain (β) sebagai berikut; β ≈ k.F(Ae.x) saat IC ,konstan. Gambar 3 menunjukkan grafik current gain (β) terhadap arus kolektor (IC). Pengaruh area stripe emitter (Ae) dan mole fraction (x) terhadap, frekuensi treshold (fT) dan maksimum (fmaks). Frekuensi treshold (fT) dan maksimum (fmaks) dipengaruhi oleh stripe emitter (Ae) ketika Ae diturunkan
Gambar 4. Grafik Frekuensi Threshold (fT) terhadap Arus Kolektor (IC)
Gambar 3. Grafik Current Gain (β) terhadap Arus Kolektor (IC)
Gambar 5. Noise Figure HBT Model
MAKARA, SAINS, VOL. 14, NO. 2, NOVEMBER 2010: 179-183
183
Tabel 2. Karakatertik Hasil Pemodelan HBT SiGe, pada saat VBE = 0,65 Volt
Parameter Lithographic (node) [µm] Fraction mole (x) Resistansi parasitis basis (RB) Resistansi parasitis kolektor (RC) JC @ fT peak [mA/GHz] fT [GHz] fmaks [GHz] Current gain [β] BVCEO [V] Fn (dB)
0,18asli_ge10 0,18 0,10 10 42 4,08e-3 47,50 106 246 2,70 0,57
emitter (Ae) dan fraction mole (x) yang bervariasi, mulai (Ae) 0,09 x 10 μm2, 0,12 x 10 μm2 dan 0,18 x 10 μm2 dan mole fration (x) 0,05 maka Fn akan turun sejalan dengan kenaikan Ae yaitu 0,78 dB, 0,82 dB dan turun ke 0,73 dB, dengan cara yang sama ketika mole fration (x) dinaikkan menjadi dua kalinya dengan nilai 0,1 maka Fn, turun dari 0,69 dB, 0,64 dB dan 0,57 dB. Dari fenomena ini dapat diketahui relasi antara area stripe emitter (Ae) terhadap noise figure (Fn) berbanding terbalik, dan mempunyai relasi Fn ≈ k.F(1/Ae)x,konstan.
4. Simpulan Dari hasil analisis pemodelan di atas dapat disimpulkan bahwa noise figure (Fn) dapat ditekan dengan menaikkak area stripe emitter (Ae) dan menaikkan mole fraction (x). Model HBT SiGe dengan mole fraction (x) 0,1 area stripe emitter (Ae) 0,18 x 10 μm2 mempunyai nilai Fn minimum terendah dibanding dengan Ae 0,12 x 10 μm2 dan 0,09 x 10 μm2 yaitu 0,57 dB, 0,64 dB, 0,69 dB. Jika nilai mole fraction mole (x) diturunkan hingga 50%, dengan area stripe emitter (Ae) juga dinaikkan, maka terjadi kenaikkan sekitar Fn yang tidak linier yaitu 77%, 79%, dan 89%, relasi noise figure minimum (Fn) dengan area stripe emitter (Ae) dan mole fraction (x) diekspresikan dengan
Fn ≅
k0 , dengan Ae > 0,09 x 10μm2. Ae .x
Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih DP2M Dikti yang telah memberikan bantuan dana dalam melaksanakan Penelitian Fundamental dengan kajian HBT SiGe.
Daftar Acuan [1] S.M Sze, Physics of Semiconductor Devices, John Wiley and Son, 3nd Edition, New York, 1999, p.70.
Nama model/file 0,18asli 0,12__ge10 0,12asli 0,09__ge10 0,09asli 0,18 0,12 0,12 0,09 0,09 0,05 0,10 0,05 0,10 0,05 10 7 7 6 6 42 52 52 58 58 3,97-3 3,1e-3 3,0e-3 2,62e-3 2,54e-3 47,70 52,20 52,40 56,50 56,90 101 123 120 142 134 149 195 136 165 132s 2,70 2,60 2,80 2,60 2,80 0,74 0,64 0,77 0,71 0,78 [2] L.B. Sipahi, T.J. Sanders, Proceedings of the 2002 International Conference on Modeling and Simulation of Microsystems, Nanotech 1 (2002) 588. [3] J.D. Cressler, Proceedings of the 2004 Electrochemical Society Symposium on SiGe: Materials, Processing and Devices, Atlanta, GA, 2004, p.14 [4] V.D. Kunz, C.H. de Groot, S. Hall, P. Ashburn, IEEE Trans. Electron Devices 50/6 (2003) 1480. [5] E.S Julian, Disertasi S3, Teknik Elektro, Universitas Indonesia, Indonesia, 2004. [6] R.J.E. Hueting, Ph.D. Thesis, Delft University of Technology, Netherland, 1997. [7] J.M. Lopez-Gonzales, L. Prat, IEEE Trans. Electron Devices 44/7 (1997) 1046. [8] B. Pejcinovic, T.W. Tang, S.C. Lee, D.H. Navon, IEEE Trans. Electron Devices 39/9 (1992) 2021. [9] E.S. Julian, T. Alamsyah, Proceedings Quality in Research (QIR), University of Indonesia, Depok, Indonesia, 2006. [10] B. Le Tron, M.D.R. Hashim, P. Ashburn, M. Mouis, A. Chantre, G. Vincent, IEEE Trans. Electron Devices 44/5 (1997) 715. [11] K. Mukul, N.R. Das, P.K. Basu, www.ursi.org/ Proceedings/ProcGA05/authors.html.2006. [12] L.C.M. van den Oever, L.K. Nanver, J.W. Slotboom, Proc. STW/SAFE, Veldhoven, 2000, p.119. [13] M.W. Hsieh, C.C. Ho, H.P. Wang, C.Y. Lee, G.J. Chen, D.T. Tang, Y.J. Chan, http://www.ncu.edu.tw/ ~ncu7020/Files/Phd_Repord/93/EECS/smw/paper. pdf, 2006. [14] S. Zhang, G. Niu, J.D. Cressler, A.J. Joseph, G. Freeman, D.L. Harame, IEEE Trans. Electron Devices 49/3 (2002) 429.