Специалисты из Калифорнии создали самое маленькое электромеханическое реле в мире.
Кроме прочего, калифорнийским специалистам удалось спроектировать свою разработку таким образом, что у NEM-реле полностью отсутствует ток собственной утечки. Напомним, что именно ток собственной утечки является основным камнем преткновения на пути уменьшении размеров полупроводниковых транзисторов.
Следует отметить, что исследователи из университета в Беркли трудятся над проектом микроэлектромеханических систем (MEMS) уже более 10 лет, при этом максимальное внимание они уделяют проблеме эксплуатации устройства в условиях низкого напряжения. В конструкции нового NEM-реле воплотились все наработки последних лет в этой области.
Другим нововведением стала конструкция контактов реле. В обычных электромагнитных реле надежное срабатывание достигается за счет значительных механических усилий, прикладываемых к контактам. В микроскопическом же реле это решено за счет использования особой формы контактных площадок и нанесения на их поверхность специального "смазочного" слоя одноатомной толщины.
Эти меры дали возможность минимизировать значение гистерезиса напряжения при работе микроскопического реле, а также существенно уменьшить «звон», появляющийся по причине колебаний подвижного элемента в момент включения и выключения устройства. Всё это приблизило новое реле к работе полупроводникового транзистора, что позволяет на их основе даже строить некоторые типы логических элементов.
Хотя архитектурно логика, которая строится на работе миниатюрного реле, отлична от логики, обеспечиваемой обычными транзисторами: мини-реле требует меньшего количество элементов. И первым логическим узлом, построенным на базе микрореле, стал 32-разрядный сумматор, на котором были продемонстрированы все преимущества нового подхода.
Таким образом, к положительным качествам логических и цифровых схем, построенных на основе NEM-реле, можно отнести:
1. Уже упомянутое низкое рабочее напряжение
2. Корректную работоспособность при более высоких (по сравнению с кремниевыми полупроводниковыми устройствами) температурах
3. Отсутствие влияния радиации и прочих форм высокоэнергетического электромагнитного излучения.
Более того, исследователи не остановились на достигнутом: в их планы входит дальнейшее уменьшение рабочего напряжения. Целью специалистов является работоспособность реле при напряжении всего в 10 милливольт. Также планируется разработать реле, которое можно будет интегрировать в структуру традиционных CMOS-чипов, что, вероятно, потребует обеспечение работоспособности устройства в вертикальном положении.
Если учёным удастся добиться желаемого, то новые гибридные чипы лягут в основу высокоэффективных систем, функционирующих при низком напряжении и подключающих к работе кремниевые вычислительные ядра только по необходимости.
Источник: asc-development.ru
