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Accès ouvert déclaré 2026 article

On the impact of the output conductance on high-frequency amplification in graphene transistors

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Rattachement africain : es, it, se, fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

In contrast to the impressive dynamic current gain and cut-off frequency demonstrated by graphene field-effect transistors (GFETs), which compete with mature high-frequency (HF) technologies, GFETs still stay behind their HF counterparts in terms of power amplification and maximum oscillation frequency. This limitation is tipycally attributed to the absence of an energy bandgap, which leads to poor current saturation and hence high output conductance ( $$\textit{g}_\textrm{ds}$$ ), despite the exceptionally high carrier mobility attained in graphene and corresponding high transconductance ( $$\textit{g}_\textrm{m}$$ ). Indeed, the intrinsic voltage gain of GFETs ( $$\textit{A}_\textrm{v,i}=\textit{g}_\textrm{m}/\textit{g}_\textrm{ds}$$ ) is not competitive with that of conventional high-frequency technologies. As a consequence of this back-of-the-envelope reasoning, the study of the most relevant metrics of amplifiers at higher frequencies, i.e. the power gain, has been often disregarded. In this work, a comprehensive analysis of the physics-based small-signal parameters of GFETs reveals that strong current saturation and the resulting low $$\textit{g}_\textrm{ds}$$ are not mandatory for achieving reasonable power gain levels in the GHz range, demonstrating that $$\textit{A}_\textrm{v,i}$$ is not critical for HF performance evaluation. Specifically, we project a maximum stable gain exceeding $$5\,$$ dB at $$2.4\,$$ GHz in fabricated 1- $$\mu$$ m-long GFETs with $$A_\textrm{v,i} < 1$$ . This work provides a new perspective on performance improvement in GFET-based power gain amplifiers, showing that high carrier mobility and selecting the bias point with a focus on transconductance, as the most relevant figure of merit for amplifier operation, are crucial, while microwave stability must also be properly addressed.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
On the impact of the output conductance on high-frequency amplification in graphene transistors
Date Crossref
13/05/2026
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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