Kaip veikia kompiuterio lustas be puslaidininkių?

Šiais laikais mes automatiškai susiejame kompiuterius ir įvairius mobiliuosius įrenginius su lustais iš puslaidininkių tranzistorių. Iš tiesų daugelį metų tranzistorius buvo visur esantis elektroninis komponentas.

Tačiau taip buvo ne visada. Anksčiau prietaisai, vadinami vakuuminiais vamzdžiais arba vožtuvais, buvo naudojami elektroniniuose prietaisuose.

Tranzistoriai vs. vakuuminiai vamzdeliai/vožtuvai

A tranzistorius yra dvejetainis įtaisas, kuris veikia kaip jungiklis, neleidžiantis srovei tekėti arba leidžiantis tekėti. Tranzistoriai taip pat gali būti naudojami signalams stiprinti. Jie pagaminti iš puslaidininkinės medžiagos.

A vakuuminis vamzdis taip pat gali valdyti srovės srautą, tačiau tai pasiekia naudodamas kitokį nei tranzistoriaus mechanizmą. Jie taip pat yra daug didesni už tranzistorius.

Iš esmės po tranzistorių įvedimo elektronikos pramonė pakilo fenomenaliu tempu. Tai buvo įmanoma dėl jų nuolatinio mažėjimo dėl dizaino ir technologijų pažangos.

Norėdami tai pabrėžti, šiuolaikiniuose elektroniniuose įrenginiuose yra tiesiogine prasme

milijardai tranzistorių, ir jie telpa į palyginti mažas pakuotes.

Bėgant metams didėjant tranzistorių skaičiui įrenginiuose, didėja ir šių įrenginių apdorojimo galia bei galimybės.

Trumpai tariant, tranzistoriai ir kita puslaidininkių elektronika yra nuostabi. Tačiau turėtumėte atkreipti dėmesį, kad jie nėra be problemų. Dėl puslaidininkių medžiagų savybių elektronų srautas yra šiek tiek ribotas, o tai gali trukdyti įrenginiams veikti taip, kaip norėtųsi.

Daug žadanti nauja technika

Atsakydamas į šį klausimą, Kalifornijos San Diego universiteto (UCSD) inžinerinių tyrimų grupė neseniai sukūrė mikro masto įrenginius, panašius į kadaise populiarius vamzdžius / vožtuvus.

Pastaba:

Šiuose įrenginiuose elektronai išlaisvinami į laisvą erdvę, o tai reiškia, kad ten nėra medžiagos, kuri apribotų jų srautą. Tai puiku, bet norint išlaisvinti šiuos elektronus, paprastai reikia daug energijos, kaip ir šiuo metu rinkoje esančiuose vamzdeliuose/vožtuvuose.

Norint išlaisvinti elektronus, paprastai reikalinga aukšta temperatūra / aukšta įtampa. Akivaizdu, kad tai nėra būtina naudojant puslaidininkinius įrenginius, o tokios sąlygos netinka įrenginiams, kurie priklauso nuo mikroelektronikos. Tai yra vienas iš daugelio dalykų, kurie būtų prisidėję prie puslaidininkių technologijos atsiradimo.

Tačiau UCSD komanda ėmėsi naujo požiūrio, kaip išspręsti šią problemą. Jų prietaisai yra pagaminti iš vadinamojo metapaviršiaus, pagaminto iš aukso, sumontuoto ant silicio plokštelės, tarp kurių yra silicio dioksido sluoksnis.

Norėdami išlaisvinti elektronus, komanda naudoja dvejopą metodą; prietaisams taikoma žema įtampa ir mažos galios infraraudonųjų spindulių lazeris. Dėl to išsiskiria elektronai, kurie iš esmės yra nuplėšiami nuo metalo dėl to, kad po aktyvavimo lazeriu ir įtampa susidaro stiprus elektrinis laukas.

Našumas ir „Outlook“.

Atliekant bandymus, po aktyvinimo prietaisų laidumas padidėjo tūkstančiu procentų. Tiesa, šie įrenginiai dar nėra tobuli, tačiau iš pradžių jie buvo skirti tik kaip koncepcijos įrodymas.

Grupės vadovas, profesorius Danas Sievenpiperis teigia, kad tokio tipo prietaisai negali pakeisti viso puslaidininkių diapazono. prietaisų, tačiau jis tiki, kad jie išsiskirs, pavyzdžiui, programose, kurioms reikia aukštų dažnių ar didelės galios.

Komanda tiria būdus, kaip pagerinti savo įrenginius, geriau suprasti, kaip jie veikia, ir tiria visas galimas programas.

Paskutinį kartą atnaujinta 2022 m. vasario 03 d

Aukščiau pateiktame straipsnyje gali būti filialų nuorodų, kurios padeda palaikyti „Guiding Tech“. Tačiau tai neturi įtakos mūsų redakciniam vientisumui. Turinys išlieka nešališkas ir autentiškas.