Elektrónka vracia úder: Malý 460 GHz tranzistor NASA by raz mohol nahradiť kremíkový MOSFET

Technológie
0

V 40. a 50. rokoch minulého storočia bola výpočtová technika vybavená elektrónkami - veľkými, horúcimi a neohrabanými zariadeniami pripomínajúcimi žiarovky. To bol aj dôvod, prečo jeden z prvých počítačov ENIAC mal hmotnosť vyše 27 ton a spotreboval viac energie ako menšie mesto.

Neskôr boli elektrónky nahradené pravdepodobne najväčším vynálezom všetkých čias - tranzistormi, ktoré umožnili vytvorenie menších, rýchlejších, lacnejších a spoľahlivejších počítačov.

elektronky.jpg

A teraz sa rýchlo presuňme späť do roku 2014., keď sa kremíkové tranzistory už blížia k svojim fyzikálnym limitom. Nemôžu sa už ďalej zmenšovať a nemôžu pracovať na frekvenciách vyšších ako niekoľko gigahertzov. Možno práve preto sa výskumné stredisko NASA Ames Research Center „vracia do budúcnosti" svojím novým vákuovým tranzistorom - elektrónkou s nanorozmermi, ktorá dosahuje frekvenciu až 460 GHz.

Pôvodná elektrónková trióda, základný kameň prvých počítačov, sa skladala z troch samostatných prvkov, umiestnených v sklenej banke. Uprostred bola katóda, ktorá emitovala elektróny, okolo nej riadiaca mriežka a z vonkajšej strany anóda. Napätie na mriežke spôsobovalo, že vo vákuu elektróny voľne prúdili od katódy k anóde. V podstate tak isto fungujú dnešné polovodičové tranzistory.

triode_diagram.jpg

Tím výskumníkov z NASA však už niekoľko rokov pracuje na tranzistore s vákuovým kanálom, čo je v podstate elektrónka, ktorá môže byť vyrobená s použitím konvenčnej technológie CMOS. Tranzistory s vákuovými kanálmi však na rozdiel od klasických elektrónok nepotrebujú na emitovanie elektrónov zdroj tepla. A dôležité je, že vlastne nevyžadujú ani vákuum, namiesto neho sa použije hélium, ktoré je dostatočne riedke, takže jeho atómy nebránia prúdeniu elektrónov.

vacuum_channel_transistor.jpg

Takéto tranzistory s vákuovými kanálmi sú na prekvapenie realizovateľné, a to s využitím existujúcich postupov, a v budúcnosti by mohli poslúžiť ako náhrada súčasných MOSFET. Počas testovania takýto tranzistor pracoval na frekvencii 460 GHz, čo je 10-krát viac ako v prípade dnešných tranzistorov na báze kremíka. Zatiaľ však bol zhotovený len jediný vákuový tranzistor, pred vedcami teda stojí úloha vytvoriť ich veľký počet na jedinom čipe. Tím z NASA sa o svojich šanciach vyjadruje vcelku pozitívne.

Zdroj: extremetech.com

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať