цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Новая мультимодальная архитектура изменит принцип работы транзисторов


Новая мультимодальная архитектура изменит принцип работы транзисторов

Автор: Mike(admin) от 5-11-2020, 23:35

. Традиционные полевые МОП-транзисторы (MOSFET) являются фундаментальным строительным блоком почти всей современной электроники, но они далеки от совершенства. Во-первых, это нелинейные устройства, усложняющие дизайн и анализ. Кроме того, в этих транзисторах цифровые и аналоговые операции устройства управляются приложенным напряжением на электроде затвора.


Новая мультимодальная архитектура изменит принцип работы транзисторов

В цифровом смысле напряжение используется для включения или выключения транзистора. В аналоговом смысле напряжение затвора, а точнее напряжение затвор-исток, задает ряд характеристик, таких как крутизна и коэффициент усиления.


Вдохновленные тем, чтобы устранить неидеальность MOSFET-транзистора, исследователи из Университета Суррея разработали новый тип транзистора. Новый транзистор, получивший название мультимодального транзистора (MMT), имеет инновационную компоновку, которая предлагает огромный потенциал роста. В своей базовой структуре MMT состоит из четырех терминалов (не считая корпуса): истока, стока и двух управляющих вентилей (CG1 и CG2). Как и в обычном полевом МОП-транзисторе, исток и сток разделены полупроводниковым материалом, а управляющие вентили разделены изолирующими слоями.


Расположенный над источником, CG1 обеспечивает средства для управления количеством заряда, вводимого в устройство (то есть величиной тока). Управляющий затвор канала, CG2, находится над зазором исток-сток и переключает состояние проводимости полупроводника между истоком и стоком.


Уникальным аспектом этой архитектуры является то, что CG1 исключительно контролирует уровень тока, тогда как CG2 исключительно контролирует состояние включения / выключения устройства, не влияя на величину тока. Этот комбинированный аналоговый ввод и цифровое переключение делают устройство исключительно универсальным. Ниже показаны три тестовых случая, демонстрирующих функциональность этого устройства в конфигурации с общим стоком.


Новая мультимодальная архитектура изменит принцип работы транзисторов

Если смотреть слева направо, в первом примере показано положительное напряжение, приложенное к CG2, и заземление, приложенное к CG1. Здесь токопроводящий канал между стоком и истоком включается напряжением на CG2. Но даже при наличии большого VDS ток не будет течь при отсутствии положительного напряжения CG1. В следующем примере на CG1 подается положительное напряжение, а на CG2 – земля. Заземление CG2 эффективно отключает проводящий канал, поэтому ток не будет течь через канал.


Наконец, третий пример показывает, где и CG1, и CG2 имеют положительное напряжение. В этом примере ток будет течь через канал. Величина этого тока явно устанавливается напряжением на CG1 и ничем другим.


Это исследование, опубликованное в Advanced Intelligent Systems, важно, потому что MMT представляет собой транзистор, который является линейным устройством. Это означает, что между выходом и входом существует линейная зависимость. Эта возможность предоставляет инженерам беспрецедентную свободу проектирования и, вероятно, может привести к более простой конструкции, требующей меньшего количества анализа и меньшего количества транзисторов, а меньшее количество транзисторов означает меньшую площадь и более высокую производительность.


Исследователи также утверждают, что это устройство предлагает десятикратное увеличение скорости переключения и устойчивость к изменениям процесса. Кроме того, аналогово-цифровая универсальность MMT открывает новые возможности для тонкопленочных технологий, включая компактные схемы для интегрированной обработки на периферии и энергоэффективные аналоговые вычисления.




© digitrode.ru


Теги: транзистор




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий