Tranzystory próżniowe szansą na dalszy rozwój i miniaturyzację elektroniki

Wygląda na to, że być może już niedługo możemy być świadkami wielkiego powrotu technologicznego i paradoksalnie to właśnie stare dobre lampy próżniowe pozwolą na dalszy rozwój i miniaturyzację elektroniki. Nie będą to oczywiście takie same lampy jak w przeszłości, lecz technologia opierająca się na podobnych zasadach.

Powszechnie stosowana technologia tranzystorów polowych FET zdążyła się już zestarzeć, przez co coraz częściej napotykamy na ograniczenia związane z tą technologią. Za chwilę dojdziemy do granicy miniaturyzacji tego rodzaju elementów, które i tak nie będą mogły pracować z częstotliwością wyższą niż kilka gigaherców.

Nadzieją na dalszy rozwój i potrzymanie prawa Moore?a mogą być stworzone przez Centrum badawcze NASA Ames (NASA?s Ames Research Center) tranzystory próżniowe. Można powiedzieć, że jest to taka miniaturowa lampa próżniowa produkowana przy użyciu konwencjonalnych metod stosowanych przy produkcji układów CMOS. W odróżnieniu od tradycyjnych tranzystorów, w których pomiędzy źródłem a drenem jest bramka w przypadku tranzystora próżniowego nie ma tam nic poza próżnią.

Wykorzystując zjawisko emisji polowej elektrony są przeciągane w próżni ze źródła do drenu po przyłożeniu napięcia do bramki wytwarzającej pod elektrodami pole elektryczne. Dzięki wykorzystaniu emisji polowej zamiast emisji termoelektronowej stosowanej w tradycyjnych lampach próżniowych tranzystory próżniowe nie wymagają dostarczania ciepła. Co równie ciekawe nie wymagają również próżni. Zamiast tego pomiędzy źródłem a drenem może być hel. Jest to na tyle mało gęsty gaz, że nie ma praktycznie żadnej szansy na zderzenie elektronu z atomem helu podczas przepływu przez przerwę rzędu kilku nanometrów. Co równie ważne elektrony przepływają przez przerwę tranzystora próżniowego dużo szybciej niż ma to miejsce tradycyjnie poprzez elektrodę bramki.

Podczas pierwszych testów tranzystora próżniowego skonstruowanego przez amerykańskich naukowców, był on w stanie pracować z częstotliwością 460 GHz, czyli 10 razy szybciej niż najlepsze do tej pory tranzystory FET, oraz z częstotliwością porównywalną do tej, z jaką mogą pracować tranzystory grafenowe.

Źródło:
http://www.extremetech.com/extreme/185027-the...istor-that-could-one-day-replace-silicon-fets