Рис. 5. схемы, содержащие многократные типы устройств, которые можно создать, используя UDM. Устройства могут быть охарактеризованы или теоретически или экспериментально, обеспечивая поведение устройств представленых в группе данных кривой I–V.
4Детальное описание того, как работают эти устройства можно найти в [36].
Рис. 6. Схематика и моделирование для запирающей схемы ТД, используя UDM. (a) схема одиночного ТД замка. (b) Каскадная схема замка ТД. (c) Моделирование одиночного замка ТД, показывая возрастающее напряжение на Vout. (d) Моделирование каскадов замков ТД, показывая увеличенное напряжение на каждый замок.
Смоделированный замок ТД, при использовании UDM, проходит, как ожидается, демонстрируя, что модель работает правильно и с функциями туннелирования и с функциями ,подобными устройству диода. Требуется много работы, чтобы проверить другие свойства, модели; одноэлектронные устройства и схемы, которые используют такие явления как блокада Кулона, исследуются в настоящее время.
IV. Наносхемы и логика
Существует огромный опыт в преобразовании молекулярных устройств и возможной интеграции схем в полезные структуры схем. В этой главе исследуется природа этих методов и некоторых возможных подходов.
Рис. 7. Цифровые схемы характеризуются высокой возможностью переносить шумы и имеют высокую нагрузочную способность по выходу. Эти требования встречаются при проектировании схем с нелинейными характеристиками усиления передачи, и назначении эквивалентных импедансов.
A. Цифровые Требования к схемам.
Масштабируемые цифровые схемы, особенно основанные на КПУМОП, имеют много полезных свойств, которые должны также существовать в молекулярных цифровых схемах для того, чтобы последние являлись полезными. Как выяснил Кейс в 1985 [38], цифровые схемы были успешны по многим известным причинам.
1) Допуск на шум. В отличие от аналоговых схем, которые всегда добавляют шум, к выходным сигналам, цифровые схемы отфильтровывают его. Они обычно могут фильтровать напряжение шума до 10%-20% от нормального колебания напряжения. Способность исключать шум возникает из-за нелинейной усилительной характеристики выхода от входа, как показано на рис. 7. Наличие этой характеристики позволяет цифровым схемам иметь очень высокие уровни разделения сигналов.
2) Способность поддерживать разветвление. Разветвление относится к числу подобных схем, которые могут управляться логичесаим элементом без существенного ухудшения допуска на шум. Высокое значение разветвление требует, чтобы цепи имели высокий входной импеданс, низкий выходной импеданс и высокое передаточное сопротивление (рис. 7). Последнее иногда упоминается как изоляция входа от выхода.
Кроме того, чтобы потенциально заменить цифровые схемы КМОП, для молекулярных схем важно превысить способности будущих схем КМОП в одном или более ключевых показателях. Ссылаясь на КМОП, эта статья использует способности, ожидаемые в “конце дорожной карты (в перспективе)”, 2016 для длительности стробирующего импульса 10 нм устройств КМОП, называя "узел" на 22 нм (или половина наименьшей проводной подачи).5. Метрики включают следующее:
1) Небольшой размер. Из-за использования самовыровнивающейся литографии и малого транзисторного счета за длительность стробирующего импульса, КМОП достигает самой низкой области за длительность любого тракта устройства семейства полупроводников. В узле на 22 нм у динамической RAM, как ожидают, будет плотность 5х10 b/cm, статическая RAM в 7х10 транзисторов/см, и логика средней плотности 1х10 транзисторов/см.
2) Высокая скорость переключения. В цифровой схеме КМОП логическое время перехода и, таким образом, частота часов, определены величиной выходного тока шлюза и его входной емкости. Традиционно, поскольку устройства уменьшаются в размерах, выходной ток остается практически постоянным, в то время как входная емкость уменьшается, таким образом позволяя иметь наиболее быструю скорость тактов. Один полезный показатель скорости – это задержка шлюза с разветвлением 4 (FO4), обычно используемая на логическом уровне. Свойственное постоянное время скорости переключения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.