Баллистикалық шағылыстыру транзисторлары: Жаңа буын электрондық құрылғылар
Ballistic deflection transistor
Жаңа буынды баллистикалық бұрылыс транзисторлары (BDT) – жоғары жылдамдықты интегралды схемалар үшін электроникалық құрылғы. Электронды басқару, жылдамдық, қуат үнемдеу.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Баллистикалық бұрылыс транзисторы (ББТ) – 2006 жылдан бері жоғары жылдамдықты интегралдық схемалар үшін әзірленген электрондық құрылғы. Интегралдық схемалар – жартылай өткізгіш материалмен шектелген схемалар жиынтығы. ББТ логикалық қақпаның орнына электромагниттік күштерді қолданады, осы арқылы электрондардың күштерін өзгертеді. Логикалық қақпа – тек белгілі бір кіріс сигналына ғана реакция жасайтын құрылғы. Бұл транзистордың ерекшелігі – клин тәрізді кедергілерден (дефлекторлар) секіріп өтетін жеке электрондардың болуы. Электрондар электр өрісімен үдетіліп, содан кейін электромагниттік бұрылыс арқылы өз жолына бағытталады. Осылайша электрондар атомдар мен ақауларға шашырамастан қозғалып, жылдамдығы артып, қуат тұтынуы төмендейді.
Ballistic deflection transistors (BDTs) are electronic devices, developed since 2006, for high speed integrated circuits, which is a set of circuits bounded on semiconductor material. They use electromagnetic forces instead of a logic gate, a device used to perform solely on specified inputs, to switch the forces of electrons. The unique design of this transistor includes individual electrons bouncing from wedge shaped obstacles called deflectors. Initially accelerated by electric field, electrons are then guided on their respective paths by electromagnetic deflection. Electrons are therefore able to travel without being scattered by atoms or defects, thus resulting in improved speed and reduced power consumption.
Мақсаты
Баллистикалық бұрылыс транзисторы электрондық құрылғылардағы ток ағыны үшін сызықтық күшейткіш және коммутатор ретінде маңызды рөл атқарады, оны цифрлық логика мен жадты сақтау үшін қолдануға болады. Транзистордың жылдамдығы заряд тасымалдаушылардың (көбінесе электрондар) бір аймақтан екінші аймаққа қаншалықты жылдам өтуіне тікелей байланысты. Сондықтан ғалымдар заряд тасымалдаушылардың қозғалыс уақытын жақсарту мақсатында баллистикалық өткізгішті пайдалануға ұмтылып жатыр.
A ballistic deflection transistor would be significant in acting as both a linear amplifier and a switch for current flow on electronic devices, which could be used to maintain digital logic and memory. A transistor switching speed is greatly affected by how fast charge carriers (typically, electrons) can cross from one region to the next. For this reason, researchers want to use ballistic conduction to improve the charge carrier traveling time.
Баллистикалық өткізгішке баламалы тәсілдер
Әлемдегі көптеген зертханалар қазіргі технологиядан жылдам жұмыс істейтін коммутаторлар мен күшейткіштер жасауды мақсат етеді. Қазіргі уақытта кремнийлі MOS өрістік эффектті транзистор (MOSFET) – негізгі және жетекші тізбек болып табылады. Дегенмен, зерттеушілер идеалды жартылай өткізгішті табу транзистордың өлшемдерін, тіпті кремний транзисторларының қазіргі буынында көрінетін өлшемдерден де азайтады деп болжайды, бұл MOS транзисторларының жұмысын нашарлататын көптеген қолайсыз салдарға әкеледі. 1960 жылдардың басынан бері баллистикалық өткізгіштікке қол жеткізуге бағытталған зерттеулер жүргізілуде, олар қазіргі заманғы металл-оқшаулағыш-металл диодтарының пайда болуына себеп болды, бірақ үш терминалды коммутатор жасауға мүмкіндік бермеді. Баллистикалық өткізгіштікке тағы бір жол – температураны төмендету арқылы шашырауды азайту болды, нәтижесінде суперөткізгіштік есептеулер пайда болды. Баллистикалық бұрылыс транзисторы – Cornell Nanofabrication Facility ұйымы 2006 жылы жасаған соңғы дизайн, ол өткізгіш орта ретінде екі өлшемді электрондық газды пайдаланады. Алдыңғы вакуумдық құрылғы, сәуле бұру түтігі деп аталатын, ұқсас принципке негізделген ұқсас мүмкіндіктерді ұсынды.
The goal of many laboratories around the world is creating switches and amplifiers that can operate faster than current technology. Currently, the silicon MOS field effect transistor (MOSFET) is the main and leading circuit. However, researchers predict that finding the ideal semiconductor will decrease the dimensions of the transistor, even below the sizes observed in the current generation of the silicon transistors, resulting in many undesirable effects lowering the performance of the MOS transistors. Since early 1960s, there has been research aiming for the ballistic conduction, which lead to modern metal insulator metal diodes, but it failed to produce a three terminal switch. Another approach to ballistic conduction was to reduce scattering by lowering temperature, resulting in superconducting computing. The ballistic deflection transistor comprise the recent (in 2006) design been created by the Cornell Nanofabrication Facility, using a two dimensional electron gas as the conducting medium. An earlier vacuum tube device called a beam deflection tube provided a similar functionality based on a similar principle.