How transistors work - Gokul J. Krishnan
Cuprins:
În aceste zile, asociem automat calculatoare și diverse dispozitive mobile cu cipuri realizate cu tranzistoare semiconductoare. Într-adevăr, mulți ani tranzistorul a fost o componentă electronică omniprezentă.
Totuși, acest lucru nu a fost întotdeauna cazul. În trecut, dispozitivele numite tuburi de vid sau supapele erau folosite în dispozitivele electronice.
Tranzistoare vs. tuburi / valve
Un tranzistor este un dispozitiv binar care acționează ca un comutator, fie împiedicând sau permițând curgerea unui curent. Tranzistoarele pot fi, de asemenea, utilizate pentru a amplifica semnalele. Sunt fabricate din material semiconductor.
Un tub de vid este de asemenea capabil să controleze debitul de curent, dar realizează acest lucru folosind un mecanism diferit de tranzistor. De asemenea, sunt mult mai mari decât tranzistoarele.
Practic, după introducerea tranzistoarelor, industria electronică a decolat într-un ritm fenomenal. Acest lucru a fost posibil datorită micșorării lor continue datorită designului și progreselor tehnologice.
Pentru a sublinia acest lucru, dispozitivele electronice moderne conțin literalmente miliarde de tranzistoare și se încadrează în pachete relativ mici.
Deoarece numărul tranzistoarelor pe dispozitive a crescut de-a lungul anilor, la fel și puterea de procesare și capabilitățile acestor dispozitive.
Pe scurt, tranzistoarele și alte componente electronice bazate pe semiconductor sunt nemaipomenite. Ar trebui să rețineți, totuși, că nu sunt lipsiți de problemele lor. Datorită proprietăților materialelor semiconductoare, fluxul de electroni este limitat oarecum, ceea ce poate împiedica dispozitivele să funcționeze la fel de ideal pe cât și-ar dori-o.
Noua tehnologie promițătoare
Într-un posibil răspuns la această problemă, o echipă de cercetare inginerească de la Universitatea din California San Diego (UCSD) a creat recent dispozitive cu micro-scală asemănătoare cu cele mai populare tuburi / valve.
În aceste dispozitive electronii sunt eliberați în spațiul liber, ceea ce înseamnă că nu există niciun material care să le limiteze fluxul. Acest lucru este excelent, dar pentru a elibera acești electroni, de obicei este nevoie de multă energie, așa cum se întâmplă în prezent cu tuburile / supapele existente pe piață.
Temperaturile mari / tensiunea ridicată sunt de obicei necesare pentru a elibera electronii. În mod evident, acest lucru nu este necesar pentru dispozitivele cu semiconductor și aceste tipuri de condiții nu sunt potrivite pentru dispozitivele care se bazează pe microelectronică. Acesta este unul dintre numeroasele lucruri care ar fi ajutat la creșterea tehnologiei cu semiconductor.
Echipa de la UCSD a adoptat, însă, o abordare inedită pentru a rezolva această problemă. Dispozitivele lor sunt realizate cu ceea ce se numește o metasurfă din aur, montată pe o placă de siliciu cu un strat de dioxid de siliciu sandwich între ele.
Pentru a elibera electroni, echipa folosește o abordare de două ori; dispozitivelor se aplică o tensiune joasă și un laser cu infraroșu cu putere redusă. Aceasta duce la eliberarea de electroni care sunt în esență smulși din metal datorită creării unui câmp electric puternic după activarea cu laserul și tensiunea.
Performanță și Outlook
În cadrul testelor, după activare, dispozitivele au afișat o creștere cu o mie de procente a conductivității. Aceste dispozitive nu sunt încă perfecte, dar au fost concepute doar ca o dovadă de concept în primul rând.
Directorul echipei, profesorul Dan Sievenpiper afirmă că acest tip de dispozitiv nu este capabil să înlocuiască întreaga gamă de dispozitive cu semiconductor, dar consideră că acestea vor avea domenii deosebite, cum ar fi în aplicațiile care necesită frecvențe mari sau putere mare.
Echipa explorează metode de îmbunătățire a dispozitivelor lor, precum și o mai bună înțelegere a modului în care funcționează și explorează toate aplicațiile posibile.
Serviciile Cloud pot economisi bani companiilor, permițându-i să ruleze noi aplicații fără a trebui să cumpere noi echipamente. Servicii cum ar fi Amazon elastic Computer Cloud (EC2) gazdă mai multe medii de operare diferite în mașini virtuale, care rulează pe un singur computer. Acest lucru permite companiei Amazon să stoarcă mai multă putere de calcul din fiecare server din rețeaua sa, dar ar putea să vină la un cost, spun cercetătorii.
ÎN experimentele efectuate cu Amazon EC2 au arătat că ar putea scoate la iveală câteva versiuni de bază ale ceea ce sunt cunoscute ca atacuri de canal lateral. Un atacator de canal lateral privește informațiile indirecte legate de computer - emanațiile electromagnetice de pe ecrane sau de la tastaturi, de exemplu - pentru a determina ce se întâmplă în mașină.
Pentru fabricile de turnătorii de semiconductori, conduse de o revigorare a cererii de produse de consum, a afirmat joi firma de analist ISuppli că veniturile pentru turnătoriile de semiconductori vor atinge în acest an aproximativ 29,8 miliarde de dolari [B], o creștere de 42,3% față de 22,1 dolari miliarde [B] anul trecut. ISUppli a estimat că veniturile estimate anterior vor crește cu 39,5% în acest an.
![Pentru fabricile de turnătorii de semiconductori, conduse de o revigorare a cererii de produse de consum, a afirmat joi firma de analist ISuppli că veniturile pentru turnătoriile de semiconductori vor atinge în acest an aproximativ 29,8 miliarde de dolari [B], o creștere de 42,3% față de 22,1 dolari miliarde [B] anul trecut. ISUppli a estimat că veniturile estimate anterior vor crește cu 39,5% în acest an.](https://i.joecomp.com/components-2018/isuppli-raises-semiconductor-foundry-revenue-forecast.png "Pentru fabricile de turnătorii de semiconductori, conduse de o revigorare a cererii de produse de consum, a afirmat joi firma de analist ISuppli că veniturile pentru turnătoriile de semiconductori vor atinge în acest an aproximativ 29,8 miliarde de dolari [B], o creștere de 42,3% față de 22,1 dolari miliarde [B] anul trecut. ISUppli a estimat că veniturile estimate anterior vor crește cu 39,5% în acest an.")
Turnatorii au fost supuși presiunii pentru a răspunde cererii crescânde de produse de consum, după căderea economică globală a încetinit cheltuielile începând din 2008, a afirmat iSuppli. Producătorii de contract care fabrică semiconductori pentru companiile cu cipuri au redus producția atunci când cererea de semiconductori a scăzut în timpul recesiunii.
Agenția americană pentru proiectele de cercetare avansată în domeniul apărării și un consorțiu de companii de semiconductori de top vor distribui 194 milioane dolari universităților pentru cercetări care abordează limitările fizice ale semiconductori și cipuri
Finanțarea face parte din programul Starnet, care va sprijini cercetarea efectuată în principal la șase universități - Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, Universitatea Michigan, Universitatea din Minnesota, Notre Dame, Los Angeles și Universitatea din California de la Berkeley - pe o perioadă de cinci ani, potrivit Semiconductor Research Corporation (SRC), un consorțiu de cercetare focu sed pe cercetare în domeniul cipurilor universitare. SRC este susținută de companii precum IBM, Inte