Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

09.10.2017
20:24

Физика транзистора: как работает "клетка" электронного организма

    Полевой транзистор — вот основной компонент любого компьютера. Называется он так потому, что управляется приложением напряжения, то есть электрическим полем. Транзистор может быть усилителем тока или работать в режиме ключа (пропускать или не пропускать ток). Последнее свойство используется компьютером для вычислений, которые он выполняет в двоичной системе. Например, в режиме пропускания тока транзистор находится в состоянии логического нуля, а в режиме непропускания — в состоянии логической единицы.

    Все в мире может находиться только в двух основных состояниях. Человек может быть больным или здоровым, дверь либо закрыта, либо открыта, строительство дома либо завершено, либо все еще в процессе. Двоичная система не признает "межсостояний".

    Итак, что мы хотим от компьютера? Одно из требований — мгновенное выполнение даже самых сложных задач. Получается, от транзистора нам нужна высокая скорость смены состояний — быстрое чередование задаваемой последовательности нулей и единиц.

    Рассмотрим упрощенную схему полевого транзистора. На подложке из полупроводника делаются два омических контакта, которые называются "исток" и "сток". Омическим называют контакт, который характеризуется линейной зависимостью тока от напряжения. Подложка должна быть построена из слоев полупроводников таким образом, чтобы существовал постоянный ток носителей заряда (электронов или дырок) от одного контакта к другому по полупроводниковому слою. Между этими контактами расположен еще один контакт, который называют затвором. Приложение напряжения к затвору и истоку изменяет высоту энергетического барьера, который преодолевают электроны при движении из одного слоя материала в другой. Например, из полупроводника в металл или из полупроводника в полупроводник.

    Энергетический барьер возникает между двумя разными материалами. Например, для того, чтобы электрон "вышел" из металла, ему нужно преодолеть притяжение положительных ионов кристаллической решетки. Так как ее устройство зависит от материала, между последними будет возникать барьер, разница энергий, которую надо преодолеть электронам.

    Например, чтобы студенту перейти с одного курса на другой, нужно сдать экзамены. То есть достичь определенного накопления знаний в своей голове. Если поставить вместо знаний энергию, то получим аналог электрону, который преодолевает "барьер-экзамен", чтобы перейти в другую область.

    Если барьер в полевом транзисторе достигает определенной высоты (при помощи приложения напряжения), энергии электронов недостаточно для "прыжка" через него, и ток не течет. Допустим, это состояние логической единицы. А если напряжение не приложено, электроны спокойно бегут от одного контакта к другому, транзистор находится в состоянии логического нуля.

    Теперь можно подумать, как обеспечить наиболее быструю смену состояний транзистора. Вспомним очень простую школьную формулу:

    t=s/v.

    В данной формуле s — это расстояние, которое проходит объект, t — время, за которое он его преодолевает, v — скорость движения.

    Время, за которое ток достигнет такого значения, чтобы электроны покинули управляемую область (под затвором), зависит от их скорости и расстояния, которое надо пройти.

    Основным материалом, из которого делаются транзисторы, является кремний. Он дешевый, доступный и применимый для многих задач. Но иногда перед учеными стоит цель получения максимально мощных или высокочастотных (скоростных) транзисторов. В первом случае их функцией является в основном усиление сигнала. Для этого используются структуры на основе нитрида галлия (GaN). А для получения высоких частот (уже существуют образцы транзисторов с частотой выше 1 терагерца) чаще всего берутся полупроводники на базе арсенида галлия (GaAs).

    На данный момент, благодаря развитию полупроводниковых технологий, возможности транзисторов растут. Одним из "претендентов" на материал для сверхбыстрых транзисторов стал графен. Ученые обещают, что его использование ускорит транзисторы в тысячи раз — вплоть до петагерц (10¹⁵).

    По информации https://ria.ru/science/20171009/1506325308.html

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

09.10.2017
20:16

Пруд Дарвина: профессор МГУ объяснил, почему жизнь зародилась на суше

09.10.2017
20:09

Спутник НАСА обнаружил возможную "колыбель жизни" на Марсе

09.10.2017
20:02

"Кассини" нашел огромное число "кирпичиков жизни" в кольцах Сатурна

09.10.2017
19:43

Астрономы раскрыли секрет рождения огненной короны Солнца

09.10.2017
19:40

Как глаз отличает сильный свет от слабого

09.10.2017
19:35

Ученые зафиксировали изменения в размерах протона за семь лет

09.10.2017
19:31

13 научных фактов, которые расширят ваши знания о мире

09.10.2017
19:26

Почему женское сердце крепче мужского

09.10.2017
18:23

"Эстетический эксперимент." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

09.10.2017
17:22

Вы приведете к власти фашистов!

09.10.2017
14:33

С последним оледенением покончил вулкан

09.10.2017
14:28

В Енисее нашли разнообразные радиоактивные частицы

09.10.2017
14:23

Европа расширит сеть спутников для наблюдения за Землей

09.10.2017
14:20

Учёный из Гамбурга рассказал, что СО2 не влияет на глобальное потепление

09.10.2017
14:19

"Ницшеанец Иосиф Бродский." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

09.10.2017
14:16

Новые асфальто-литиевые батареи полностью заряжаются за пять минут

09.10.2017
14:14

Разработана лампа работающая на энергии льда

09.10.2017
07:01

Ученый рассказал, как недосыпание меняет характер

09.10.2017
06:50

NASA обнаружило на Марсе "ключ" к зарождению жизни на Земле

<< 841|842|843|844|845|846|847|848|849|850 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList