JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

En transistor kan användas under den fundamentrala termiska gränsen 60 millivolt per dekadändring av strömmen. Det har forskare i Lund demonstrerat. Resultatet uppskattas kunna sänka transistorns strömförbrukning till en tredjedel.

Forskarna presenterar sina resultat på halvkonferensen IEDM under veckan.

Tekniken är kiselbaserad CMOS. Forskarna använder en tunnelmekanism för att ta sig under den termiska gränsen. Resultatet blir ökad prestanda även vid låga drivspänningar.

Lars-Erik Wernersson

– Konceptet är speciellt intressant för användning inom IoT  där behovet av strömsnåla transistorer är stort, säger Lars-Erik Wernersson, professor på Institutionen för elektro- och informationsteknik.

Tunnelövergången består av en PN-övergång i GaAsSb/InAs som forskarna skapat i en nanotråd.  

– Fördelen med nanoteknik i sammanhanget är att vi kan kombinera material på sätt som inte är möjligt med konventionell teknik. På nanoskalan kan vi tillåta variationer i avstånden mellan atomerna utan att defekter skapas.  

Transistorerna kan användas inom digitala kretsar,  sensorer och kommunikation. 

DEN NYA TRANSISTORTEKNIKEN
De nya transistorerna bygger på en tunnelmekanism där bandpassfiltrering av laddningsbärarna undertrycker termisk emission och tillåter operation under den fundamentala termiska gränsen, 60 millivolt per dekadändring av strömmen (mV/dec).

Den kritiska strömmen, där transistorn opererar under den termiska gränsen har ökats 100 gånger. Drivströmmen för denna typ av transistorer har ökats 10 gånger. 

Dessa två faktorer gör att tekniken uppvisar bättre prestanda än konventionella transistorer.

Det banbrytande experimentet gjordes inom ramen för det EU-finansierade projektet E2switch.

 – Vi har gjort om testerna många gånger och lyckats demonstrera att prestandan med den här nya, energibesparande tekniken inte bara är tillräcklig, utan till och med bättre än den som bygger på traditionella tekniker.

Nästa steg är att fortsätta studera fysiken och förstå komponenterna bättre så att de går att optimera vidare. 

– Vi vill också hitta vägar att föra över teknologin till industrin.

En eventuell tillämpning av tekniken skulle ligga 5–10 år in i framtiden.

Enligt Lars-Erik Wernersson är den nya tekniken ett komplement och en av flera tekniker som kan användas för att skapa mer energisnåla transistorer

När det gäller transistorer i så kallad compound-halvledarteknik ligger LTH mycket långt fram och konkurrerar med en handfull av världens bästa universitet.

– Vi är mycket glada att vi har funnit något som många letat efter. Vi har visat att transistorerna har en hög prestanda och att det går att minska energiförbrukningen. Och nu kan vi fortsätta att lägga pusselbitar, säger Lars-Erik Wernersson.

E2switch är ett forskningsprojekt finansierat av EU som syftar till att finna smarta elektroniska komponenter som också ger energibesparingar. I konsortiet ingår nio partners från sex europeiska länder.

MER LÄSNING:
 
magasinet

221 stycken elektronik­konsulter

Registrera ditt företag nu!
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik
Anne-Charlotte
Sparrvik
+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)