Wissenschaftler haben bei der Herstellung von Halbleitern einen interessanten Schritt gemacht - sie haben einen dynamisch programmierbaren Transistor entwickelt, der allein solche Mehrkomponentenlogiken wie NOR, NAND und andere implementieren kann. Der vorgeschlagene Transistor fügt sich problemlos in die bestehende Produktionsinfrastruktur ein und verwendet keine exotischen Materialien. Besondere Vorteile durch den Einsatz werden im Bereich der Künstlichen Intelligenz erwartet.
Ein herkömmlicher Transistor besteht aus zwei Elektroden für den leitenden Kanal und einer weiteren Elektrode zum Ansteuern des Kanals (Gate). Die Gate-Ansteuerung ermöglicht, dass Strom durch den Transistor fließt oder diesen ausschaltet. Fast alle moderne Digitalelektronik basiert auf diesem Prinzip. Forscher der Technischen Universität Wien (TU Wien) haben vorgeschlagen, der Struktur des Transistors zwei zusätzliche Elektroden hinzuzufügen und diese mit einer dünnsten Wendel aus reinem Germanium (Ge) zu verbinden. Und es brachte Erfolg.
Aufgrund seiner elektronischen Eigenschaften weist Germanium den Effekt eines negativen differentiellen Widerstands auf. Dies bedeutet, dass der Strom mit zunehmender Spannung in einem bestimmten Bereich aufhört zu steigen und ein Einbruch entsteht. Je mehr Spannung wir an einem solchen Segment der Strom-Spannungs-Kennlinie liefern, desto weniger Strom kann auch zum Schalten des Gerätes (Signal) verwendet werden.
Dieser zusätzliche Metall-Germanium-Übergang (Aluminium wird als Metallelektroden verwendet) ermöglicht die Programmierung des Transistors für bestimmte Schwellenspannungen für Schaltzustände. Wir betonen, dass dieser Schwellenwert dynamisch auf einen bestimmten Wert eingestellt werden kann - dies ist eigentlich das Programmieren des Transistors für eine Reihe von sequentiellen logischen Operationen anstelle eines einfachen "Ein" oder "Aus".
„Bisher ist die Intelligenz der Elektronik einfach durch die Verbindung mehrerer Transistoren entstanden, von denen jeder nur eine recht primitive Funktionalität hat. Diese Intelligenz könne künftig auf die Anpassungsfähigkeit des neuesten Transistors übertragen werden, sagt Professor Walter M. Weber. - Arithmetische Operationen, die bisher 160 Transistoren erforderten, werden dank dieser erhöhten Anpassungsfähigkeit mit 24 Transistoren möglich. Somit können auch die Geschwindigkeit und Energieeffizienz der Schaltungen deutlich gesteigert werden.“
2021-12-25 21:35:14
Autor: Vitalii Babkin