Ученые создали революционный транзистор для замены целых логических схем
Динамически программируемый транзистор, способный в одиночку реализовать многокомпонентную логику по типу NOR, NAND и другую, разработали ученые. Об этом 25 декабря сообщил Scitechdaily.com.
Таким образом, отмечает издание, сделан шаг в производстве полупроводников. Предложенный транзистор может быть воспроизведен с помощью существующей инфраструктуры производства, при этом не требуются экзотические материалы. Ожидается его эффективное использование в сфере искусственного интеллекта.
Обычная модель транзистора — это три электрода, два для токопроводящего канала и еще один для управления этим каналом (затвором). С помощью затвора происходит управление, а именно затвор позволяет пропускать ток через транзистор или нет. Этот принцип лежит в основе практически всей современной цифровой электроники.
В Венском техническом университете (TU Wien) исследователи предложили изменить структуру транзистора, добавив в него два дополнительных электрода, соединенных тончайшей нитью из чистого германия (Ge). Такое решение стало успешным.
За счет своих электронных свойств германий показал эффект отрицательного дифференциального сопротивления. По мере роста напряжения на определенном участке ток перестает расти, а затем и вовсе образуется провал. Соответственно, чем выше напряжение мы подаем на этом отрезке вольтамперной характеристики, тем ниже ток. Это может использоваться для переключения прибора (сигнала).
Созданный дополнительный металл-германиевый переход (в составе электродов использовался алюминий) позволяет программировать транзистор на переключения в зависимости от пороговых состояний напряжения. Важно, что такой порог можно устанавливать на заданном уровне в динамическом режиме, что фактически позволяет программировать транзистор на несколько последовательных логических операций вместо обычного «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. 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», — прокомментировал профессор Вальтер Вебер (Walter M. Weber).
