Борьба за снижение потребления электроэнергии интегральными микросхемами начинается с повышения энергоэффективности их ключевых элементов – транзисторов. А она, как известно, определяется токами утечек на границах соприкосновения металлических и полупроводниковых областей конструкции транзистора. На этих границах возникают паразитные барьеры Шоттки, через которые, когда транзистор закрыт, протекают токи, бесполезно расходующие энергию.
Кроме этого явления, «высасывающего» энергию «в никуда», в современных транзисторах вследствие уменьшения размеров электродов и расстояний между ними возникают квантовые эффекты, приводящие к потере функциональности транзисторов.
И вот в Кембриджском университете разработан транзистор, в котором барьеры Шоттки работают как полноценные изоляторы, не пропускающие электрический ток. Благодаря этому технологическому достижению британским ученым удалось наряду с исключением токов утечки при микронных размерах электродов и расстояний между ними исключить появление квантовых эффектов и существенно повысить коэффициент усиления, по сравнению с тем, что есть в используемых сегодня транзисторах. Рабочее напряжение инновационных транзисторов не превышает 1В, а потребление энергии – менее миллиардной доли ватта.
Однако эти достижения несколько «омрачаются» снижением быстродействия, так что «сверхэнергоэффективный» транзистор может быть рекомендован для применения в областях, где не требуется высочайшая производительность, а ключевым требованием является энергоэффективность. Например, в объектах Интернета вещей и во вживляемых в организм человека электронных медицинских устройствах (кардиостимуляторах и т. п.), в которых электрической емкости пальчиковой батарейки типа АА хватит на многие десятилетия (теоретически такая батарейка может питать носимые электронные приборы, созданные на базе «кембриджских» транзисторов, миллиард лет).
Технология производства «кембриджских» транзисторов заключается в «печатании» их при комнатной (или близкой к ней) температуре на подложке из любого материала – стекла, пластика, ткани, бумаги и других диэлектриках массового применения.
См. также:
- На что заменят «вредные» рентген-кабинки для досмотра пассажиров в аэропортах?
- Почему Wi-Fi-сеть в магазине – это «двигатель торговли»?
- Huawei Gigaband: наступает эра гигагерцовой полосы доступа в Интернет!