0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

最小逻辑电路 单电子半加器成功研制

454398 来源:科技日报 作者:秩名 2012-11-25 23:50 次阅读

据物理学家组织网报道,研究人员一直在努力降低硅基计算组件的尺度,以满足日益增长的小规模、低能耗计算需求。这些元件包括晶体管和逻辑电路,它们都被用于通过控制电压来处理电子设备内的数据。在一项新研究中,韩国、日本和英国科学家组成的科研小组仅用5个晶体管就制造出一个半加器,它是 所有逻辑电路中最小的一种。

这也是首次成功制成基于单电子的半加器(HA)。相关研究报告发表在最新一期《应用物理快报》上。

研究人员称,单电子半加器是单电子晶体管多值逻辑电路家族中最小的运算模块,所有的逻辑电路都由众多半加器组合而成。半加器电路是指对两个输入数据位进行加法,输出一个结果位和进位,不产生进位输入,是实现两个一位二进制数的加法运算电路。由于具备尺寸小、能耗低和运行速度快等优势,半加器逻辑单元有望成为下一代太比特级别的纳米电子设备,其也将应用于计算机和移动设备的存储器和中央处理器中。此外,半加器还具有两个附加的功能:多值和灵活,因而单电子半加器单元将为超高密度和低能耗的超大规模集成提供基础,这也是未来小型移动IT系统所面临的最关键问题之一。

制造一个传统的CMOS(互补金属氧化物半导体)半加器,至少需要20个场效应晶体管;而单电子半加器采用了新的单电子晶体管结构,内含两个对称的侧栅极,因此科学家仅用3个单电子晶体管和2个场效应晶体管就制造出了一个半加器。另外,CMOS半加器采用的是二进制模式,也就是基于0和1运行;而单电子半加器为多值和灵活模式,能有效提升集成的密度。但这种半加器需在制造中令3个单电子晶体管在库伦振荡中处于同一相位,这就需要十分复杂的纳米制造过程给予支持,因此单电子半加器此前的制造一直停滞不前。此外,科研人员还证明了只要简单地改变单电子晶体管的控制栅,就能将半加器模式转换成减法运算模式。在减法模式中,加法及进位功能将变成不同的借用功能。

虽然目前这一技术仍需在10K(零下263.15摄氏度)的低温情况下运行,但科研人员对未来依旧充满信心,他们目前已成功制成了室温下可运行的硅单电子晶体管复合开关。而以这些晶体管作为基础元件,将为实现室温下可运行的单电子多值半加器带来新的希望。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 逻辑电路
    +关注

    关注

    13

    文章

    495

    浏览量

    42828
  • 单电子半加器

    关注

    0

    文章

    1

    浏览量

    5521
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    逻辑电路芯片-组合逻辑电路芯片-时序逻辑电路芯片

    、GPU、内存控制等核心部件均大量使用逻辑电路芯片实现复杂的运算和控制功能。 通信设备:路由、交换机、基站等通信设备中的信号处理、数据转发等功能依赖于高性能的逻辑电路芯片。 消费
    发表于 09-30 10:47

    使用最小封装解决方案优化离散逻辑电路设计的电路板空间

    电子发烧友网站提供《使用最小封装解决方案优化离散逻辑电路设计的电路板空间.pdf》资料免费下载
    发表于 09-11 09:52 0次下载
    使用<b class='flag-5'>最小</b>封装解决方案优化离散<b class='flag-5'>逻辑电路</b>设计的<b class='flag-5'>电路</b>板空间

    时序逻辑电路有记忆功能吗

    时序逻辑电路确实具有记忆功能 。这一特性是时序逻辑电路与组合逻辑电路的本质区别之一。
    的头像 发表于 08-29 10:31 937次阅读

    时序逻辑电路必不可少的部分是什么

    状态信息和当前的输入信号来产生输出。 具体来说,时序逻辑电路中的存储电路通常由触发(Flip-flops)组成,触发是时序逻辑电路的基本
    的头像 发表于 08-28 14:12 643次阅读

    时序逻辑电路的基本概念、组成、分类及设计方法

    时序逻辑电路是数字电路中的一种重要类型,它不仅在计算机、通信、控制等领域有着广泛的应用,而且对于理解和设计现代电子系统具有重要意义。 1. 时序逻辑电路的基本概念 时序
    的头像 发表于 08-28 11:45 2762次阅读

    加法器是时序逻辑电路

    加法器不是时序逻辑电路 ,而是组合逻辑电路的一种。时序逻辑电路和组合逻辑电路的主要区别在于它们如何处理输出信号。 组合逻辑电路的输出仅依赖于
    的头像 发表于 08-28 11:05 871次阅读

    组合逻辑电路的结构特点是什么?

    组合逻辑电路是一种基本的数字电路,它由逻辑门组成,用于实现各种逻辑功能。组合逻辑电路的结构特点主要包括以下几个方面: 无记忆功能 :组合
    的头像 发表于 08-11 11:14 1217次阅读

    时序逻辑电路包括什么器件组成

    当前的输入信号,还取决于电路的历史状态。与组合逻辑电路不同,组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入信号,而时序逻辑电路的输出则受到电路内部状态
    的头像 发表于 07-30 15:02 1545次阅读

    逻辑电路与时序逻辑电路的区别

    在数字电子学中,逻辑电路和时序逻辑电路是两种基本的电路类型。它们在处理数字信号和实现数字系统时起着关键作用。逻辑电路主要用于实现基本的
    的头像 发表于 07-30 15:00 1105次阅读

    常用的组合逻辑电路有哪些

    : 基本逻辑门 基本逻辑门是构成组合逻辑电路的基础,包括与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)、异或门(XOR)和同或门(XNOR)等。 1.1 与门(AND) 与门是一种多输入
    的头像 发表于 07-30 14:41 2132次阅读

    分析组合逻辑电路的设计步骤

    组合逻辑电路是数字电路中的一种基本类型,它由逻辑门组成,根据输入信号的组合产生相应的输出信号。组合逻辑电路广泛应用于计算机、通信、控制等领域。设计组合
    的头像 发表于 07-30 14:39 964次阅读

    组合逻辑电路逻辑功能的测试方法

    一、引言 组合逻辑电路是数字电路中的重要组成部分,它仅由逻辑电路(如与门、或门、非门等)和输入/输出端组成,不包含任何存储元件。组合逻辑电路
    的头像 发表于 07-30 14:38 1443次阅读

    触发和时序逻辑电路详解

    在数字电路设计中,触发和时序逻辑电路是构建复杂数字系统不可或缺的基础元素。触发(Flip-Flop)作为基本的存储单元,能够存储一位二进制信息,并在特定的时钟信号控制下更新其状态。
    的头像 发表于 07-18 17:43 2351次阅读

    逻辑电路有哪些应用领域呢?

    在数字世界中,逻辑电路是实现数据处理、传输和控制的核心组件。它们通过逻辑门和触发等元件,实现了各种复杂数字电路的设计。本文将为您介绍逻辑电路
    的头像 发表于 05-24 15:54 2130次阅读

    什么是组合逻辑电路和时序逻辑电路?它们之间的区别是什么

    决定。它们没有储存或时钟元件,因此输出仅取决于当前输入的状态。组合逻辑电路不存储任何信息,也没有内部状态。典型的组合逻辑电路包括门电路、多路选择
    的头像 发表于 03-26 16:12 4118次阅读