Транзисторы могут быть плазменными

Впервые разработанный в сороковых годах прошлого века, транзистор в довольно короткие сроки стал основой для огромного количества электронных устройств, работающих как с цифровым, так и аналоговым сигналом. Сегодня транзистор стал в основу современных компьютеров, целого ряда электронных устройств различного форм-фактора и назначения, причем разнообразие применяемых сегодня в электронике транзисторов чрезвычайно велико: они различаются по типу, принципу функционированию, размерам, мощностным, скоростным показателям и пр. А совсем недавно исследователи разработали транзистор совершенно нового типа – плазменный транзистор.

Исследователи университета Иллинойса (University of Illinois) создали микроплазменный транзистор путем интеграции обычной микроячейки, наполненной ионизированным газом, и электронного эмиттера. Но самое главное, что новинка обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными транзисторами.

В случае такой конструкции электроны эмитируются в микроячейку с частично ионизированным газом – неоном. Оказывается, в этом случае даже невысокое напряжение, составляющее лишь 5 Вольт, приводит к четырехкратному росту тока, протекающего через ячейку с плазмой, и увеличивая ее свечение. Электронный эмиттер, позволяющий контролировать свойства ионизированного газа, превращает традиционные плазменные ячейки в полноценный транзистор – возможна работа устройства в качестве переключателя или усилителя.

Любопытно, что открытие сделано в результате попыток исследователей оптимизировать конструкцию плазменных дисплеев. Дело в том, что контролировать «производство» электронов плазменной ячейке затруднительно – основными заряженными частицами в данном случае являются ионы. Именно поэтому для работы таких устройств необходимо прикладывать значительное напряжение, что отрицательно сказывается на экономичности и эффективности устройств. Эта проблема может быть решена именно при помощи внедрения в ячейку электронного эмиттера, инжектирующего дополнительные электроны в плазменную ячейку, благодаря чему для управления состоянием плазмы необходимо приложить гораздо более низкое напряжение.

Но такая конструкция привела к интересному эффекту – так как количество инжектированных электронов легко контролировать, столь же легким оказывается и управлением свойствами плазменной ячейки, в том числе и проводящими свойствами ячейки, делая ее очень похожей на обычные транзисторы – в данном случае в качестве транзисторной базы выступает сама плазменная ячейка.

Согласно заявлениям самих разработчиков, плазменные транзисторы могут использоваться для создания дисплеев высокого разрешения для мобильных телефонов или портативных видеоплееров. Среди других областей использования новинок – целый ряд сенсоров и медицинских диагностических устройств. Разумеется, пока устройства находятся на стадии разработки, но коммерческое использование разработки – лишь дело времени.

Информация с сайта www.3dnews.ru со ссылкой на physorg.com.

Автор оригинального текста: Александр Бакаткин.