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トランジスタの役割の一つとしてスイッチング動作がありますが、 半導体素子に代...

tie********さん

2017/7/2912:41:40

トランジスタの役割の一つとしてスイッチング動作がありますが、
半導体素子に代わる、画期的なスイッチング素子はありませんか?
半導体を全く使わないけど、高速でスイッチオンオフできるよ

うな素子です。

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okw********さん

2017/7/2913:00:30

真空管です。初期のコンピュータに使われたスイッチング素子は真空管ですが、その後登場したトランジスタよりも信頼性が低く消費電力も大きく、スイッチング速度が遅いために廃れました。

しかしMEMS(マイクロマシン)の製造技術で微細真空管を作れば、電子走行時間が短くなって高速スイッチングが可能なはずです。昔は微細加工技術がなかったためにMEMS真空管を作れませんでしたが、現在の技術で作れば相当高速のスイッチング素子が作れるはずです。スイッチングの原理はFETと同様、電界によるものなので原理的に省電力です。

しかし、電子放出源をどうするかです。昔の真空管のような熱電子(ヒータ)を使えば寿命と消費電力の問題を抱えたままです。pWくらいの電力で効率良く電子を発生させる方法がカギとなるでしょう。

  • okw********さん

    2017/7/2913:12:14

    補足ですが、昔の真空管でも、UHF帯の600MHzまで増幅できる真空管が開発されていた(実用化はされていない)ようです。
    http://www.geocities.jp/radiomann/HomePageVT/TV_Tuner4.html

    手作業で組み立てられるくらいのサイズで数100MHzまで増幅できるのなら、サイズを1/1000以下に小さくすれば、電極間距離だけでなく浮遊容量も減らせるのでGHzくらいは問題ないと思います。

    上で、電子放出方法がカギと書きましたが、それ以外に、微細空間をいかに高真空に保持するかというものカギとなるでしょう。

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iq_********さん

2017/7/2914:12:11

私も okwave_inara1 さんと同様に
真空管(真空マイクロデバイス)を推します。

半導体リソグラフィー技術を用いてシリコン基板上に3極管構造を作ります。
陰極はヒーターを使うのではなく、先の尖った針状にした冷陰極を用います。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl1962/31/6/31_6_670/_pdf
(本日2017.7.29 17:00までサーバーメンテナンス中)

以前の私の回答の中に今回の回答に適するものがありました。
URLの先の記事をお読みください。
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q131727086...

tam********さん

2017/7/2913:03:24

そんなんが在ったら、みんな飛びついて使いまくってるに決まってる。
そうなってないってコトは、そういうモノは無いってことだ。

まぁ、これから先も出て来ないって言うワケじゃぁない。
誰か賢い人が、ある日ある時、ホイッと思いつくかもしれない。


まぁ、ちょっと昔に、ジョセフソン素子とかってのが在ったんだけど、
いつの間にやら名前も聞かなくなってしまった。

最近は量子ナンチャラって話題になってるけど、
それはスイッチングとはチョイ違うみたいだ。

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