Các lựa chọn thay thế cho bóng bán dẫn

Tôi đang cố gắng nghĩ về các lựa chọn thay thế cho bóng bán dẫn, đơn giản vì tôi tò mò. Tôi không quan tâm lắm đến các đặc tính khuếch đại của bóng bán dẫn như khả năng tạo cổng logic của chúng. Đây là những gì tôi đã có cho đến nay, ai đó có thể xin vui lòng thêm vào danh sách của tôi?

Ống chân không: duh

Rơle: Rơle thường đóng là tất cả những gì bạn cần để tạo bất kỳ cổng logic nào. Thông thường rơle mở cũng hữu ích.

Mag-amps: Bộ khuếch đại từ có thể được sử dụng để tạo ra các cổng logic tương tự như logic bóng bán dẫn.

Ferrite Toroids: Hóa ra chúng có thể được sử dụng để thực hiện các hoạt động logic, nhưng chúng không thể được sử dụng khá giống như các cổng logic thông thường. http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s

Một vài mẫu thôi.
Nhiều khả năng.

Rơle: - có khả năng rất có khả năng do khả năng có nhiều liên hệ và liên hệ thay đổi.

Rơle logic - những điều này sẽ cung cấp cho bạn một giới thiệu rất tốt

Máy tính chuyển tiếp R500 - nói chuyện hay

Video - Máy tính chuyển tiếp của Harry Porter

(Bạn đọc sai rồi).

Video - Máy tính chuyển tiếp âm thanh phù hợp DIY DIY

Chuyển đổi thanh ngang: Một khối chuyển đổi chuyên gia không quay 2 chiều được gọi là "chuyển đổi thanh ngang" đã hình thành cơ sở của nhiều trao đổi điện thoại và có thể thích ứng để tạo ra một công cụ logic mục đích chung.

Thí dụ

Crossbar chuyển ảnh như nghệ thuật

Wikipedia - Chuyển đổi thanh ngang

Hệ thống chuyển mạch xà ngang số 5 (còn sống)

Video quá tối của chuyển đổi thanh ngang Nga tại nơi làm việc

Từng bước chuyển đổi: Một biến thể khác của rơle là bộ chọn cơ quay đa chiều một chiều hoặc hai chiều. Một "máy tính" như vậy dựa trên công nghệ này là (là) một tổng đài điện thoại "từng bước hoặc" Strowger ".

Nếu bạn chưa bao giờ thấy / nghe họ làm việc thì đây sẽ là một bất ngờ. Nếu bạn có nó sẽ là một người chạy bộ nhớ. Thiết bị đóng cắt Western Electric Strowger đang chơi

Rất nhiều

Wikipedia

Chất lỏng:

Sử dụng dòng chất lỏng không có bộ phận chuyển động trong các công tắc thực tế để thực hiện các chức năng logic và số học.

Wikipedia nói:

• Fluidics, hay logic Fluidic, là việc sử dụng chất lỏng để thực hiện các hoạt động tương tự hoặc kỹ thuật số tương tự như các hoạt động được thực hiện với thiết bị điện tử.

• Cơ sở vật lý của chất lỏng là khí nén và thủy lực, dựa trên nền tảng lý thuyết của động lực học chất lỏng. Thuật ngữ chất lỏng thường được sử dụng khi các thiết bị không có bộ phận chuyển động, vì vậy các thành phần thủy lực thông thường như xi lanh thủy lực và van ống chỉ không được coi hoặc gọi là thiết bị chất lỏng.

  Những năm 1960 chứng kiến ​​việc ứng dụng chất lỏng vào các hệ thống điều khiển tinh vi, với sự ra đời của bộ khuếch đại chất lỏng. Một tia chất lỏng có thể bị làm chệch hướng bởi một tia nước yếu hơn đập vào nó.Điều này cung cấp khuếch đại phi tuyến , tương tự như bóng bán dẫn được sử dụng trong logic kỹ thuật số điện tử. Nó được sử dụng chủ yếu trong các môi trường mà logic kỹ thuật số điện tử sẽ không đáng tin cậy, vì trong các hệ thống tiếp xúc với mức độ nhiễu điện từ cao hoặc bức xạ ion hóa.

  Công nghệ nano coi chất lỏng là một trong những công cụ của nó. Trong lĩnh vực này, các hiệu ứng như lực giao diện chất lỏng-chất lỏng và chất lỏng-chất lỏng thường rất có ý nghĩa. Chất lỏng cũng đã được sử dụng cho các ứng dụng quân sự.

__

Bộ khuếch đại chất lỏng (từ trang Wikipedia ở trên):

Britannica nói -

Logic bong bóng vi lỏng

Chất lỏng sử dụng bong bóng

Họ nói:

Chúng tôi đã phát minh ra một họ logic mới thực hiện logic Boolean phổ quát, tính dễ uốn và nhiều đặc điểm khác liên quan đến họ logic có thể mở rộng bằng cách sử dụng các chất lỏng bất biến trong hình học microfluidic. Một bong bóng trong một kênh đại diện cho một chút. Nhưng không giống như điện tử, một chút thông tin cũng có thể mang tải trọng hóa học, cho phép chúng ta thao tác các vật liệu và thông tin cùng một lúc. Mô hình này liên kết với nhau hóa học và tính toán.

Chúng tôi mô tả các cổng AND / OR / NOT khác nhau thể hiện sự khuếch đại, chuyển đổi flip-flop thể hiện bộ nhớ một bit có thể đóng lại, bộ đếm, mạch xếp tầng như bộ tạo dao động vòng, bộ đồng bộ hóa bong bóng, v.v. Họ logic có thể được sử dụng để điều khiển các lò phản ứng dòng phân đoạn (lò phản ứng giọt) theo cách có thể mở rộng mà không có bất kỳ yếu tố kiểm soát bên ngoài nào. Công nghệ nền tảng đơn giản hóa đáng kể việc thiết kế các hệ thống "phòng thí nghiệm trên chip" vi mô quy mô lớn với các ứng dụng sàng lọc thông lượng cao, tổ hợp, công nghệ quang học tích hợp và công nghệ in.

• Các tương tác bong bóng phi tuyến bằng các trường lực thủy động được khai thác để xây dựng các cổng logic phổ quát hoạt động ở số Re thấp trong chất lỏng newtonian. Bộ nhớ vi lỏng

  Các thiết bị logic bong bóng có thể được xếp tầng để tạo thành nhiều phần tử mạch kỹ thuật số như bộ dao động vòng, bộ đếm.

  Mạng bậc thang chất lỏng phi tuyến tính được sử dụng để đồng bộ hóa hai luồng bong bóng, do đó sửa chữa mọi lỗi thời gian.

Sách miễn phí trực tuyến:

GIỚI THIỆU CỦA MÁY TÍNH KỸ THUẬT SỐ, TỪ LIÊN QUAN ĐẾN Ý TƯỞNG CHƯƠNG TRÌNH LƯU TRỮ, 1935-1945

Và hơn thế nữa ... :-)

Tôi muốn đề cập đến rơle một lần nữa. Rơle cơ điện tử (MEMS) thực sự có thể trở thành đối thủ cạnh tranh nghiêm trọng với bóng bán dẫn.

Nếu bạn có thể làm cho chúng đủ nhỏ, chúng có thể chuyển đổi khá nhanh, đủ nhanh để thay thế các bóng bán dẫn trong nhiều ứng dụng như MCU công suất thấp trong đó tốc độ không phải là ưu tiên. Thứ hai, không giống như các bóng bán dẫn, chúng không có rò rỉ, điều này làm cho chúng rất hữu ích cho các ứng dụng năng lượng cực thấp.

Bạn đã có thể mua những thứ này như các thiết bị riêng biệt và một ngày nào đó chúng ta thậm chí có thể thấy chúng được tích hợp vào các mạch quy mô lớn hơn.

Cập nhật:

Đáng buồn thay, những điều này đã bị ngừng do nhu cầu khách hàng thấp, và không có bộ phận thay thế.

Graphene

Có lẽ sự thay thế quan trọng nhất cho bóng bán dẫn hiện nay là graphene : một tấm nguyên tử carbon đơn sắc với mạng tinh thể rất đều được nghiên cứu với mục tiêu thay thế silicon.

Trong graphene, các electron di chuyển với các định luật tương tự như quang học và chúng có thể được gửi qua mạng trong các quỹ đạo trực tràng; hơn nữa, áp dụng các điện trường trong các vùng khác nhau của mạng tinh thể có thể làm lệch các quỹ đạo này và cuối cùng là xây dựng các công tắc.

Bây giờ công nghệ MOS silicon đang tiến gần đến giới hạn vật lý, có vẻ như graphene sẽ mang lại cho chúng ta lợi nhuận mới để cải thiện.

Nhược điểm là bạn không thể làm điều đó ở nhà (có lẽ).

Tính toán lượng tử

Đây cũng được coi là sự phát triển của máy tính: điện toán lượng tử sử dụng tính chất của các hạt lượng tử ở mọi trạng thái có thể cho đến khi quan sát được thực hiện. Vì vậy, đối với các nhà nghiên cứu, nó sẽ có thể xem xét tất cả các kết quả có thể có của một hoạt động cùng một lúc.

Nhược điểm: bạn không thể làm điều đó ở nhà, và thành thật mà nói, tôi không nghĩ đó là một khả năng thực tế. Nhưng ai biết được.

Ở nhà

Nếu bạn muốn thực hiện một số công tắc tại nhà, có một số lựa chọn thay thế khác:

• Sử dụng khả năng dẫn nước và đường ống di chuyển để tạo ra công tắc;

• laser / đèn LED và gương / septa hoạt động bằng servo;

• máy đo quang điện tử;

• triacs (làm việc với AC);

Bánh răng!

Babbage đã nghĩ ra Công cụ khác biệt của mình để thực hiện các phép tính số, nhưng bạn có thể xây dựng các công cụ tương tự có thể làm bất cứ điều gì bạn muốn, miễn là bạn có thể mô tả nó theo logic.

Sandia Labs đã sử dụng các bánh răng trong số các chức năng cơ học khác để tạo ra cơ chế khóa vi mô MEMS . Không nhanh như điện tử, nhưng một số đơn đặt hàng có cường độ nhanh hơn cơ chế bánh răng cơ học cổ điển.

Không có gì mới cả. Cơ chế Antikythera của Hy Lạp 2100 năm tuổi là một sự tương tác phức tạp của các bánh răng, và là một máy tính thiên văn.