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:

Двойная система антител летучих мышей против опасных вирусов 17.09.2026

Летучие мыши давно занимают особое место в исследованиях инфекционных заболеваний. Эти животные способны быть естественными носителями вирусов, представляющих серьезную опасность для человека, однако сами зачастую избегают тяжелых последствий заражения. Такая необычная способность особенно интересна ученым, поскольку позволяет изучать механизмы, с помощью которых организм может одновременно сосуществовать с потенциально опасными патогенами и контролировать их воздействие. Исследователи из Тюлейнского университета, Стэнфорда и Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) приблизились к объяснению этого феномена. По их данным, важную роль может играть необычная организация иммунной системы рукокрылых. У представителей семейства лиликовых (Vespertilionidae), насчитывающего более 500 видов и распространенного на всех континентах, кроме Антарктиды, специалисты обнаружили сразу две независимые генетические системы, участвующие в создании тяжелых цепей антител. Антитела пред ...>>

Экологичный ноутбук Acer Vero 16 с модульным корпусом 17.09.2026

Современный ноутбук постепенно перестает быть устройством, которое после нескольких лет эксплуатации проще заменить новым. Производители все чаще пытаются увеличить срок службы техники за счет переработанных материалов, ремонтопригодной конструкции и возможности модернизации отдельных компонентов. Новый Acer Vero 16 (V16-I71 / V16-I71T) стал одним из примеров такого подхода: при высокой производительности модель ориентирована не только на современные вычислительные задачи, но и на снижение экологической нагрузки на протяжении всего жизненного цикла устройства. В основе концепции Acer лежит расширенный принцип 4R, включающий Reduce - уменьшение использования ресурсов, Reuse - повторное применение, Recycle - переработку и Repairability - ремонтопригодность. Разработчики постарались реализовать эти четыре направления непосредственно в конструкции ноутбука. В частности, верхняя крышка и рабочая панель изготовлены из сплава, в котором сочетаются 50% переработанного и 50% низкоуглеродисто ...>>

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Ручные рентгеновские сканеры 17.01.2013 Инженеры из Университета Миссури разработали компактный источник рентгеновских лучей, который сравним по размеру с жевательной резинкой. Данная разработка позволит создать ручные рентгеновские аппараты, необходимые врачам и службам безопасности. Современные рентгеновские аппараты слишком громоздки и потребляют много электроэнергии. Новое устройство основано на кристаллах ниобата лития, которые обладают пьезоэлектрическими свойствами и выступают в роли повысителей напряжения. В ходе экспериментов, новое устройство смогло поднять напряжение с 10 вольт до 100 тыс. вольт. Кристалл ниобата лития является источником рентгеновского излучения: энергия вибрации извлекается в виде высоковольтного электронного пучка, который тормозится пластинкой металла и производит рентгенизлучение. Разработчики полагают, что за 3 года на основе новой технологии они смогут создать компактный рентгенаппарат, который нужен во множестве отраслей. Ручной рентгеновский сканер пригодится для поиска дефектов в различных конструкциях, для обследования багажа, на космической технике, например марсоходах. В медицине портативные рентгеновские аппараты особенно нужны: представьте, что опасное излучение при снимке зуба, будет направлено не внутрь полости рта, а наоборот - излучатель-"таблетку" прикрепят изнутри. Не исключено, что мощность излучателя удастся повысить в сотни раз и тогда данным изобретением заинтересуются военные и спецслужбы, ведь пьезоэлектрический рентгенизлучатель станет мощным скрытным оружием, способным убить человека.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026