Hoe werkt een computerchip zonder halfgeleiders?
Diversen / / February 16, 2022
Tegenwoordig koppelen we automatisch computers en verschillende mobiele toestellen met chips gemaakt van halfgeleidende transistoren. Inderdaad, jarenlang is de transistor een alomtegenwoordig elektronisch onderdeel geweest.
![Bord Elektronica Computer Gegevensverwerking Verkleind](/f/c82c7f8e2cef6d0b6b8056c92b1b3776.png)
Dit was echter niet altijd het geval. In het verleden werden apparaten met de naam vacuümbuizen of kleppen gebruikt in elektronische apparaten.
Transistors vs. vacuümbuizen/kleppen
EEN transistor is een binair apparaat dat fungeert als een schakelaar, waardoor een stroom wordt voorkomen of mogelijk wordt gemaakt. Transistors kunnen ook worden gebruikt om signalen te versterken. Ze zijn gemaakt van halfgeleidermateriaal.
EEN vacuümbuis is ook in staat om de stroom te regelen, maar bereikt dit met een ander mechanisme dan de transistor. Ze zijn ook veel groter dan transistors.
Kortom, na de introductie van transistors kwam de elektronica-industrie in een fenomenaal tempo op gang. Dit was mogelijk dankzij hun voortdurende krimp dankzij ontwerp en technologische vooruitgang.
Om dit te benadrukken bevatten moderne elektronische apparaten letterlijk: miljarden transistors, en ze passen in relatief kleine verpakkingen.
![Transistorbuis](/f/87d62e13fed7e3118e7e3f5e1966eee9.png)
Naarmate het aantal transistors in apparaten in de loop der jaren is toegenomen, is ook de verwerkingskracht en mogelijkheden van deze apparaten toegenomen.
Kortom, transistors en andere op halfgeleiders gebaseerde elektronica zijn geweldig. Houd er echter rekening mee dat ze niet zonder problemen zijn. Vanwege de eigenschappen van halfgeleidende materialen is de stroom van elektronen enigszins beperkt, wat apparaten kan belemmeren om zo ideaal te presteren als men zou willen.
Veelbelovende nieuwe technologie
In een mogelijk antwoord op deze kwestie, een technisch onderzoeksteam aan de University of California San Diego (UCSD) hebben onlangs apparaten op microschaal gemaakt die lijken op de ooit populaire buizen / kleppen.
Opmerking:In deze apparaten worden elektronen vrijgelaten in de vrije ruimte, wat betekent dat er geen materiaal is om hun stroom te beperken. Dit is geweldig, maar om deze elektronen vrij te geven, is meestal veel energie nodig, zoals het geval is met buizen/kleppen die momenteel op de markt zijn.
Meestal zijn hoge temperaturen/hoge spanning nodig om de elektronen vrij te maken. Dit is natuurlijk niet nodig bij halfgeleiderapparaten, en dit soort omstandigheden zijn niet geschikt voor apparaten die afhankelijk zijn van micro-elektronica. Dit is een van de vele dingen die zouden hebben bijgedragen aan de opkomst van de halfgeleidertechnologie.
Het team van UCSD koos echter voor een nieuwe benadering om dit probleem te omzeilen. Hun apparaten zijn gemaakt met een zogenaamd meta-oppervlak van goud, gemonteerd op een siliciumwafel met een laag siliciumdioxide ertussenin.
![Goud Metasurface Grafisch Ucsd 1](/f/9dfb1be5c0d9e559039c9544a1c2863c.png)
Om elektronen vrij te maken gebruikt het team een tweeledige aanpak; een laag voltage langs en een low-powered infrarood laser worden toegepast op de apparaten. Dit leidt tot het vrijkomen van elektronen die in wezen uit het metaal worden gerukt door het creëren van een sterk elektrisch veld na activering met de laser en spanning.
Prestaties en Outlook
In tests vertoonden de apparaten na activering een toename van de geleidbaarheid met duizend procent. Deze toestellen zijn weliswaar nog niet perfect, maar ze waren in eerste instantie alleen bedoeld als proof-of-concept.
De leider van het team, professor Dan Sievenpiper, stelt dat dit type apparaat niet in staat is om het hele assortiment halfgeleiders te vervangen. apparaten, maar hij gelooft dat ze hun onderscheidende gebieden zullen hebben, zoals in toepassingen die hoge frequenties of een hoog vermogen vereisen.
Het team onderzoekt methoden om hun apparaten te verbeteren, krijgt een beter begrip van hoe ze werken en verkent alle mogelijke toepassingen.
Laatst bijgewerkt op 03 februari 2022
Het bovenstaande artikel kan gelieerde links bevatten die Guiding Tech helpen ondersteunen. Het tast onze redactionele integriteit echter niet aan. De inhoud blijft onbevooroordeeld en authentiek.