Super transístor é reconfigurado em tempo real

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2010

O transístor de grafeno é um componente com três modos de operação, podendo operar com cargas positivas, negativas, ou com os dois tipos de carga simultaneamente.
[Imagem: Rice University]

Cientistas da Universidade Rice e Riverside, ambas nos Estados Unidos, criaram um transístor inteiramente versátil, que pode alternar entre modos diferentes de funcionamento.

Hoje, os transistores têm que ser fabricados de acordo com a função a que se destinam.

A possibilidade de controlar o funcionamento do componente em tempo real abre caminho para a criação de circuitos eletrônicos reconfiguráveis, mais compactos e muito mais versáteis do que os atuais, que servem a propósitos únicos.

Ambipolaridade

Se você achava que, com a recente atribuição do Prêmio Nobel de Física aos seus criadores, você já sabia tudo sobre o grafeno, prepare-se para acrescentar mais uma característica inusitada desse material promissor.

O grafeno possui uma propriedade chamada ambipolaridade, a capacidade para alternar entre o uso de cargas elétricas positivas e negativas em tempo real, dependendo do sinal de entrada.

Os transistores de silício tradicionais usam um ou outro tipo de portadora, o que é determinado durante a fabricação. Eles nascem como transistores do tipo "p" (positivos) ou tipo "n" (negativos) - referidos normalmente como NPN ou PNP.

Já o novo transístor de grafeno - um amplificador de três terminais - pode ser fabricado normalmente, como um transístor genérico, e operar do modo que for necessário, usando cargas negativas ou positivas, o que abre oportunidades que não são possíveis com os componentes atuais.

Modo triplo

Mas, quando se trata de grafeno, parece nada é revolucionário o bastante.

Na verdade, o novo transístor é um componente com três modos de operação, podendo também funcionar com os dois tipos de carga simultaneamente.

Nos dois primeiros modos, ele pode ser "tipo-n" (negativo) ou "tipo-p" (positivo), dependendo se a corrente vem do terminal número 1 (emissor) ou do terminal número 3 (coletor) - que são efetivamente intercambiáveis.

O terceiro modo surge quando a tensão em cada um dos terminais é igual: o transístor se torna então um multiplicador de frequências.

A colocação dos contatos elétricos insere defeitos na estrutura do super transístor que degradam seu desempenho
[Imagem: Rice University]

Combinando as três modalidades, a equipe criou circuitos de demonstração que efetuam chaveamentos de fase e de frequência, usados em aplicações de redes sem fios e de áudio.

Desempenho

A pesquisa demonstrou que um único transístor de grafeno tem potencial para substituir vários transistores de silício em um circuito integrado típico.

Para que isso se torna realidade, os cientistas terão agora que aprimorar a qualidade dos transistores.

Como o grafeno é extremamente delicado - ele consiste em uma folha com um átomo de espessura - a colocação dos contatos elétricos insere defeitos em sua estrutura que degradam seu desempenho.

"Mas a tecnologia irá amadurecer, já que muitos grupos de pesquisa estão trabalhando duro para enfrentar esses desafios", disse Kartik Mohanram, coordenador da pesquisa.

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