Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/A19890126Elc004.shtml

Квантовотуннельный транзистор побивает рекорды миниатюрности и быстродействия

Исследователи, работающие в фирме Texas Instruments в Далласе, изготовили транзистор, который, быть может, откроет новую эру ультрабыстродействующих ИС высокой степени интеграции. Прибор характеризуется временами пролета электронов порядка 1 фс и имеет размер активных областей порядка 10 нм. Если ИС, выполненные по новой технологии, станут реальностью, то появится возможность изготовления суперкомпьютера на одном кристалле.

Новый прибор — это первый транзистор, основанный на квантовых эффектах. Так он имеет чрезвычайно малые, «квантовые» размеры, его поведение определяется квантовомеханическими эффектами. В частности, ток от эмиттера к коллектору в новом транзисторе управляется изменением энергетических уровней электрона в базе, а не изменениями приложенного к ней напряжения, как это имеет место в обычных биполярных транзисторах.

В случае «квантовых» размеров электроны ведут себя не как заряженные частицы, а скорее как волны. Электрон занимает дискретный энергетический уровень, и если место его пребывания ограничено размерами, в точности равными длине его волны, резонирует. Место пребывания электрона ограничивается путем помещения его в потенциальную яму, т.е. в область, края которой ограничены более высоким потенциалом, чем потенциал энергетического уровня, занятого этим электроном.

В транзисторе, основанном на квантовых эффектах, называемом также биполярным резонансным туннельным транзистором, ток от эмиттера к коллектору регулируется путем модуляции потенциала в потенциальной яме, имеющейся в базе. Электроны туннелируют через потенциальный барьер, но только когда уровень энергии в базе точно соответствует положению энергетического уровня в эмиттере и коллекторе.

Уровень потенциала в базе модулируется путем инжекции дырок в арсенид-галлиевую базу, легированную примесями p-типа. Эти дырки возмущают электростатическое поле в базе и изменяют квантование энергии. В результате электроны могут туннелировать через потенциальный барьер в базе.

Транзистор, который может быть изготовлен на основе арсенида галлия, арсенида галлия-алюминия и арсенида галлия-индия, имеет типичное значение усиления при комнатной температуре около 50. Были получены значения коэффициента усиления, достигающие 450. Приборы изготовлялись с помощью процесса молекулярно-лучевой эпитаксии. Доклад, описывающий характеристики транзистора, был представлен в декабре 1988г. на Международной конференции по электронным приборам в Сан-Франциско [ED, 1989, No.1, p.30].

Джона Тилл

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 62, No.02 (807), 1989г - пер. с англ. М.: Мир, 1989, стр.6

Electronics Design Vol.37 No.1 January 12, 1990 A VNU Bisiness Publication

Electronics Design Vol.37 No.2 January 26, 1990 A VNU Bisiness Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Транзисторы





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/TI/A19890126Elc004.shtml