35、电子工程与可再生能源系统研究进展

电子工程与可再生能源系统研究进展

在电子工程和可再生能源系统领域，有多项重要的研究成果，涉及硅纳米线场效应晶体管pH微传感器的模拟与性能研究、铁路机车牵引推进系统建模以及电动汽车牵引逆变器故障检测等方面。下面将为大家详细介绍这些研究内容。

硅纳米线场效应晶体管pH微传感器研究

硅纳米线离子敏感场效应晶体管（Si - nw - ISFET）在pH检测方面具有重要应用。研究发现，在相同温度下，跨导在pH值4到10的浓度范围内给出相同的最大值280 μS。

Si - nw - ISFET的灵敏度可定义为由于栅极液体pH值变化导致的Si - nw - ISFET电流的变化，即ISFET检测pH变化的能力。其pH灵敏度与ISFET电流的变化通过特定关系相关。

从图6a可以看出，不同pH值下灵敏度随栅源电压（Vgs）的变化情况，灵敏度曲线（Vgs）与跨导曲线（gm (Vgs)）具有相同的变化趋势，灵敏度最大值约为14.6 μA/pH。图6b显示灵敏度（∂IDS/∂pH）与跨导（gm）呈线性变化，估计为52 mV/pH，这一数值与相关理论关系相符。

为了验证所提出模型的有效性，将模拟结果与Si - nw - ISFET传感器的实验数据进行了比较。结果表明，BSIM模型的结果与实验结果相近，证实了该模型的有效性。与Spice level 3模型相比，BSIM模型在不同线长等情况下都能更准确地拟合实验结果。以下是两种模型的主要参数对比：
| 参数 | SPICE - 3值 | BSIM - 1值 |
| ---- | ---- | ---- |
| L(μm): 栅极长度 | 0.73 | 0.73 |
| W(μm)