القائمة
ترند
ترند
بحث علمي يغير مفهوم تصنيع الرقائق، الجرمانيوم هو العنصر الجديد!

بحث علمي يغير مفهوم تصنيع الرقائق، الجرمانيوم هو العنصر الجديد!

منذ 7 أشهر - بتاريخ 2021-12-29

اخر تحديث - بتاريخ 2022-02-08

ابتكرت مجموعة بحثية في جامعة فيينا للتكنولوجيا شكلاً جديدًا من الترانزستور لديه القدرة على تغيير تصنيع الرقائق.

طورت المجموعة تصميمًا جديدًا للترانزستور المتكيف باستخدام الجرمانيوم (Ge) الذي يمكنه تعديل تكوينه ديناميكيًا استجابةً لحجم العمل المطلوب. من خلال تكييف التوصيلات وتجنب إنشاء دوائر منفصلة للإرشادات المختلفة على الرقاقة، يتيح تصميم الترانزستور التكيّفي الجديد هذا انخفاضًا بنسبة تصل إلى 85 بالمائة في عدد الترانزستورات المطلوبة مقارنة بالتصميمات الحالية. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي هذا إلى انخفاض استهلاك الطاقة ودرجات الحرارة المتولدة، مما يؤدي إلى زيادة الأداء وقياس التردد. شرح البروفيسور والتر ويبر فوائد هندسة الترانزستور التكيفية الجديدة هذه على النحو التالي:

العمليات الحسابية التي كانت تتطلب في السابق 160 ترانزستورًا ممكنة باستخدام 24 ترانزستورًا بفضل هذه القدرة الكبيرة على التكيف. بهذه الطريقة، يمكن أيضًا زيادة سرعة الدوائر وكفاءتها في استخدام الطاقة بشكل كبير.

تعتبر الترانزستورات مكونًا حاسمًا في تصميم أشباه الموصلات، يمكن مقارنتها بالبوابات التي تنظم تدفق المياه: تنظم الترانزستورات اتجاه التدفق الحالي من المصدر إلى المصرف. بسبب بساطة تشغيل الترانزستور تتطلب العمليات المعقدة استخدام العديد من الترانزستورات. سيتغير هذا مع هذا التصميم الجديد للترانزستورات التكيفية مما سيسمح للدائرة بالتكيف مع موقع استنزاف الترانزستور، بدلاً من إضافة دائرة لكل عملية كما هو الحال حاليًا.

أقرأ أيضًا: القدر المحتوم.. هل يُمكننا استبدال شرائح السيليكون في المُستقبل؟

حقق الباحثون هذا التعزيز بإضافة إلكترود تحكم اضافي يمكّنهم من تعديل سلوك الترانزستورات. يقوم الترانزستور التقليدي (ذو القطب الواحد) بتوصيل التيار إما عن طريق إزالة الإلكترونات التي تتحرك بحرية (والتي لها شحنة سالبة) أو عن طريق إزالة إلكترون من ذرة معينة، وبالتالي تغيير شحنتها إلى شحنة موجبة. يتيح جسر الجرمانيوم الإضافي هذا في تصميم الترانزستور الجديد انتقالات سلسة بين حالتي النقل هاتين.

حقيقة أننا نستخدم الجرمانيوم هي ميزة حاسمة. له هيكل إلكتروني خاص جدًا: عندما يتم تطبيق الجهد يزداد تدفق التيار في البداية، كما هو متوقع حدوثه. ومع ذلك بعد خطوة معينة يتناقص التدفق الحالي مرة أخرى. وهذا ما يسمى المقاومة التفاضلية السلبية. بمساعدة قطب التحكم، يمكننا تعديل الجهد الذي تكون عليه هذه الخطوة. ينتج عن هذا درجات جديدة من الحرية يمكننا استخدامها لمنح الترانزستور بالضبط الخصائص التي نحتاجها في الوقت الحالي.

طالع أيضًا: Navi 24 الخاصة ببطاقة RX 6500 XT ستُبنى على دقة 6nm

الميزة الأساسية هي بلا شك قابلية التوسع السريع ونشر هذه التكنولوجيا. بالنظر إلى أن أيا من المواد المستخدمة ليست جديدة بالنسبة للصناعة وأنه لا توجد تقنيات جديدة متخصصة بشكل خاص مطلوبة لتصنيعها، فقد يكون لدينا رقائق صغيرة جدًا بنفس إمكانات الرقائق الحالية أو أعلى من أدائها بشكل كبير.

أضف تعليق (0)
ذات صلة
Store Business