Nový elektronický prvek se fungováním přibližuje nervové buňce
Nově vyvinutá součástka zvaná adaptivní tranzistor umožňuje nastavovat průběžně vlastnosti tohoto elektronického prvku i po jeho zhotovení. Více se přiblíží fungování nervových buněk a potřebám umělé inteligence. Běžný současný tranzistor v digitální elektronice signál buď propouští anebo ne. Existují dva stavy, 1 a 0, podle toho, jaký signál přivedeme na jednu z jeho elektrod zvanou báze. Digitální elektronika toho využívá k provádění logických operací anebo ke konstrukci paměti. Zjednodušeně lze říci, že v digitální elektronice nový adaptivní tranzistor pracuje na více úrovních než na dvou. Na provedení jednoduchých aritmetických operací, jako sčítání, odčítání, násobení a dělení, potřebuje současná mikroelektronika 160 tranzistorů. Adaptivních tranzistorů bude stačit pouze 24. Šéf výzkumného týmu Walter M. Weber z Technische Universität Wien k tomu uvádí: „Naše lidská inteligence je založena na dynamicky se měnících obvodech, které tvoří nervové buňky. S novými adaptivními tranzistory je nyní možné cíleně měnit obvody přímo na čipu.“
Jak adaptivní tranzistor pracuje na více úrovních než na dvou?
Konstrukci adaptivního tranzistoru vidíme na obrázku nahoře. Vlevo vidíme kolektor, vpravo emitor, oba z hliníku. Zjednodušeně můžeme říci, že adaptivní tranzistor pracuje na bázi germania. Teninká čárečka uprostřed obrázku představuje tenký germaniový spoj. Červeně je vyznačena řídící báze. Novinkou je další přidaná modře vyznačená programovatelná báze. Fungování tranzistoru umožňuje vlastnost germania odlišná od křemíku. Má totiž za určitých podmínek velmi zvláštní chování. Zvýšení napětí způsobí zvýšení proudu, což je obvyklé. Po překročení určité prahové hodnoty proud poklesne. Tuto vlastnost nazýváme záporný diferenciální odpor (angl. negative differential resistence). Samozřejmě se tento nelineární jev projevuje pouze při velmi malých změnách napětí. Pomocí programovatelné báze můžeme nastavovat, při jakém napětí tento jev nastane. Výsledkem jsou nové stupně volnosti, které můžeme použít k tomu, abychom tranzistoru dodali přesně ty vlastnosti, které zrovna potřebujeme.
M. Sistani et al., Nanometer-Scale Ge-Based Adaptable Transistors Providing Programmable Negative Differential Resistance Enabling Multivalued Logic, ACS Nano 2021, 15, 11 (2021)
Nejnovější komentáře