Транзистор, заменяющий целые логические схемы

26.12.2021

Ученые сделали шаг в интересном направлении в производстве полупроводников - они разработали динамически программируемый транзистор, который один может реализовать такую многокомпонентную логику, как NOR, NAND и другую. Предложенный транзистор легко ложится на существующую инфраструктуру производства и не использует экзотические материалы. Особенный выигрыш от его использования ожидается в сфере искусственного интеллекта.

Обычный транзистор состоит из двух электродов для токопроводящего канала и еще одного электрода для управления каналом (затвором). Управление затвором позволяет пропускать ток через транзистор или запирать его. На этом принципе базируется практически вся современная цифровая электроника. Исследователи из Венского технического университета (TU Wien) предложили добавить в структуру транзистора два дополнительных электрода и соединить их тончайшей нитью из чистого германия (Ge). И это принесло успех.

Благодаря своим электронным свойствам германий демонстрирует эффект отрицательного дифференциального сопротивления. Это означает, что по мере увеличения напряжения на определенном участке ток перестает увеличиваться и образуется провал. Чем большее напряжение мы подаем на таком отрезке вольтамперной характеристики, тем меньше ток, что также можно использовать для переключения прибора (сигнала).

Этот дополнительный металл-германиевый переход (в качестве металлических электродов использован алюминий) позволяет программировать транзистор на заданные пороговые напряжения переключения состояний. Подчеркнем, этот порог можно динамически устанавливать на заданном уровне - это фактически программирование транзистора на ряд последовательных логических операций вместо простого "включено" или "выключено".

"До сих пор интеллект электроники возникал просто благодаря соединению нескольких транзисторов, каждый из которых обладал лишь довольно примитивной функциональностью. В будущем этот интеллект может быть перенесен на адаптивность самого нового транзистора, - сказал профессор Вальтер Вебер (Walter M. Weber). - Арифметические операции, для которых ранее требовалось 160 транзисторов, благодаря этой повышенной адаптивности станут возможны с 24 транзисторами. Таким образом, скорость и энергоэффективность схем также могут быть значительно увеличены".

<< Назад: Снегоходы Taiga Motors 26.12.2021

>> Вперед: Cолнечная панель-сэндвич для прямой передачи энергии из космоса на земные приемники 25.12.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Экшен-камера Osmo Action 4 29.07.2023 Производитель DJI выпустил на рынок новую профессиональную экшн-камеру Osmo Action 4, которая поразила своими инновационными возможностями и продолжительным временем автономной работы. Эта инновационная камера оснащена 1/1,3-дюймовым датчиком изображения, способным записывать видео разрешения 4K с удивительной скоростью до 120 кадров в секунду. Она объединяет в себе высокоэффективный широкоугольный объектив с диафрагмой f/2,8, обеспечивающий удивительное поле зрения до 155 градусов. Особенностью Osmo Action 4 являются революционные режимы стабилизации 360 градусов Horizon Steady, предназначенные для захвата видео с первого лица и панорамных кадров. Камера обладает уникальным 10-битным цветовым режимом D-Log M, способным воспроизвести около миллиарда различных оттенков и придать изображению детализацию и глубину светлых и темных участков. Даже под водой она сохраняет невероятную реалистичность изображения. Спецификации Osmo Action 4 предусматривают водонепроницаемость на глубине до 18 метров и устойчивость к морозам до -20°C, что делает ее идеальным спутником как для дайвинга, так и для съемок в горах. Важной особенностью является продолжительное время автономной работы, которое составляет 160 минут. Зарядка мощностью 30 Вт способна восстановить 80% заряда за всего 18 минут. Камера Osmo Action 4 обладает множеством других возможностей, включая двукратный цифровой зум, голосовые подсказки и управление голосом. Ее уникальная функция позволяет скрывать селфи-палку на видео, создавая эффект съемки из воздуха. В арсенале камеры имеется три микрофона, два экрана, слот для карт microSD объемом до 512 ГБ и поддержка прямых трансляций через Wi-Fi. При этом устройство остается легким и компактным, весом всего 145 грамм. Osmo Action 4 уже доступна для покупки в США. Стандартный комплект (Standard Combo) можно приобрести за 400 долларов, а приобретение Adventure Combo, включающего две дополнительные батареи, адаптер mini Osmo Action, зарядный футляр и 1,5-метровую селфи-палку, обойдется в 500 долларов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025