NASA sleutelt aan de vacuüm-transistor

19 juli 2016, 21:50
NASA sleutelt aan de vacuüm-transistor
NASA sleutelt aan de vacuüm-transistor
Eigenlijk is het al veel te laat voor een onderdeel, dat halfgeleider- en buizentechniek combineert, want de loopgravenoorlog tussen aanhangers van gloeidraden en laagspanningscomponenten is al ruim zestig jaar geleden afgelopen. Toch doet NASA onderzoek aan een onderdeel dat met vacuüm werkt en toch van silicium is gemaakt.

Natuurlijk heeft NASA ook al een octrooi aangevraagd voor haar heel speciale buistransistor, die ze „gate insulated vacuum channel transistor“ noemt, wat het acroniem GIVT zou opleveren. Het grappige is dat het „actieve element“ inderdaad noch geen halfgeleider is en zelfs geen voorwerp van vaste stof, maar een extreem geminiaturiseerde vacuümruimte. De GIVT kan trouwens wel met gangbare silicium-fabricagetechniek worden gemaakt. Daarbij wordt een kleine holte in het silicium geëtst, die vervolgens wordt afgedekt met drie elektroden (source, drain en gate). De source en drain kunnen dan bijvoorbeeld slechts 150 nm van elkaar verwijderd zijn en de (geïsoleerde) gate vormt het deksel. Op die manier stuurt de gate de elektronenstroom.

Bij zulke kleine afstanden botsen de elektronen niet, omdat ze meestal wel ruim 1 µm vliegen, voordat ze tegen iets aanstoten. De typische voedingsspanning is ca. 10 V, wat goed past bij moderne elektronica. Het grote voordeel in vergelijking met gangbare transistors is, dat de afsnijfrequentie van de vacuümkamer veel en veel hoger ligt (in het THz-bereik) dan die van een halfgeleider. Als het vliegtraject van de elektronen trouwens nog verder wordt verkort, dan is er niet eens meer een vacuüm nodig, omdat de waarschijnlijkheid van een botsing met een gasmolecuul bij kleine afstanden enorm afneemt. Andere voordelen zijn, dat een vacuümkamer erg stabiel is en de gatestroom minimaal. Bovendien is deze component ongevoelig voor straling. De eigenschappen zijn in het maakproces goed te sturen. Grotere vermogens zijn mogelijk door een groot aantal van deze transistors parallel te schakelen op de chip.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items