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一种新的多模态结构,据说重新定义了晶体管的工作方式

11月02日,2020年11月经过杰克赫兹

萨里大学的研究人员提出了一种新型晶体管,提供线性行为和巨大的上行。

传统的MOSFET晶体管是几乎所有现代电子学的基本组成部分,但它们远非完美的器件。雷竞技最新app对于初学者来说,它们是非线性设备,使设计和分析变得复杂。此外,在这些晶体管中,器件的数字和模拟操作都由栅极上的外加电压控制。

在数字意义上,电压用于打开或关闭晶体管。在模拟意义上,栅极电压更具体地说,栅极到源电压,设置多个特性,例如跨导和增益。

多模式晶体管

萨里大学的研究人员启发了删除MOSFET晶体管的非理想设计了一种新型晶体管。这种新型晶体管被称为多模态晶体管(MMT),具有创新的布局,提供了一些巨大的上升潜力。

在其基本结构中,MMT由四个端子(不包括主体):源极,漏极和两个控制栅极(CG1和CG2)。与传统的MOSFET一样,源极和漏极通过半导体材料分离,同时通过绝缘层分离控制栅极。

位于电源上方的CG1提供了控制注入设备的电荷量(即电流量)的方法。通道控制门CG2位于源极-漏极间隙上方,并在源极和漏极之间切换半导体的导通状态。

mmt布局

MMT布局。屏幕截图使用的礼貌萨里大学

该架构的独特方面是CG1专门控制当前级别,而CG2专门控制设备的开/关状态而不影响电流的大小。这种组合的模拟喷射和数字交换使设备非常通用。

多模态晶体管的三种配置

下面显示的三个测试用例演示了该设备在公共源配置中的功能。

MMT的三个测试用例

MMT的三个测试用例。屏幕截图使用的礼貌萨里大学

从左到右看,第一个例子显示了施加到CG2和施加到CG1的地面的正电压。这里,通过CG2处的电压导通漏极和源之间的导通通道。但即使存在大VDS,电流也不会在没有正CG1电压的情况下流动。

在下一个例子中,将正电压施加到CG1,接地施加到CG2。接地CG2有效地关闭导通通道,因此无电流不会流过通道。

最后,第三个例子显示CG1和CG2都有一个正电压。在这个例子中,电流将流过通道。电流的大小是由CG1上的电压确定的,其他什么都没有。

晶体管作为线性装置

这项研究是发表在先进的智能系统,是重要的,因为MMT表示是线性装置的晶体管。这意味着输出和输入之间存在线性依赖性。这种能力提供了工程师,具有前所未有的设计自由度,可能导致更简单的设计,需要更少的分析和更少的晶体管 - 更少的晶体管意味着更少的区域和更高的屈服率。

研究人员还声称,这种设备在切换速度和对过程变化的容忍度上提高了十倍。此外,MMT的模拟/数字多功能性为薄膜技术带来了新的机遇,包括用于边缘集成处理的紧凑型电路和节能模拟计算。

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