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一种运行更快、功耗更少的晶体管

时间:2013-08-20 21:04:28  来源:  作者:

集成电路是由被称作晶体管的半导体装置组成的,这些晶体管已经小到了详尽的电力运作所允许的最小程度,但是现在,聚焦于继续改进这些极小装置——加速它们的运行并降低其功耗——的研究已经找到了一种无须使其缩小就能达到这一效果的新方式。

晶体管(控制电流流量的电子装置)是高速电脑的主要组成部分,帮助电脑进行范围广泛的计算密集型作业。它有两种类型,即金属—氧化物—半导体场效应晶体管,或称MOSFETs及其变种——浮置栅(FG)MOSFET。MOSFET的作用相当于电信号的一个开启/关闭切换器。

在没有电荷时,源极和漏极之间的导电性会停止。一个浮动栅MOSFET类似于一个标准的MOSFET,但它具有一个额外的电极栅——这是一个能保留电荷的电极栅,从而允许一个浮动栅 FG-MOSFET在无须施加电荷的情况下被开启。

在他们的新研究中,Peng-Fei Wang及其同事创建了浮动栅FG-MOSFET的一个变种——一个半浮动栅(SFG)MOSFET。研究人员在其内埋置了一个广泛用于低功耗电路的装置——这个装置被称作隧道场效应晶体管或TFET。由于TFET将SFG-MOSFET的带正电荷的浮栅与其带负电荷的漏区偶联,它在半浮珊电极(该电极会降低影响它所需的电压并最终将晶体管开启)内创建了一个额外的电荷。

Wang及其同事发现,他们新制造的在低电压下操作的由SFG晶体管实现的高速记忆确实比传统的 FG-MOSFET的电压要低得多。鉴于其超高速的记忆功能及其快速感知图像和光的能力,这种新的晶体管可能会成为另外一个基本的半导体装置。
 

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