Equipe da NASA reinventa vlvulas eletrnicas

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 04/01/2021

Vlvulas e transistores

As antigas vlvulas eletrnicas, que, antes de serem substitudas pelos transistores, deram origem ao rdio, TV e aos primeiros computadores, podem estar prestes a um retorno triunfante.

Pesquisadores da NASA usaram a mesma tecnologia usada pela eletrnica moderna (CMOS) para criar um transstor de emisso de campo a vcuo (VFET: Vacuum Field Emission Transistor) que opera a uma tenso abaixo dos 2 volts.

As vlvulas eletrnicas nada mais eram do que diodos e transistores a vcuo, mas que exigiam tenses elevadas e esquentavam tanto quanto lmpadas incandescentes, alm de serem difceis de miniaturizar.

Mas, nos ltimos anos, nanotransistores a vcuo mostraram que essas “vlvulas de ltima gerao” podem superar a eletrnica slida baseada nos transistores em alguns quesitos.

Transstor a vcuo

Jin-Woo Han e seus colegas do Centro de Pesquisas Ames da NASA criaram um transstor a vcuo, cuja grande vantagem eliminar o canal de material semicondutor, trocando-o por um espao vazio – os eltrons saltam por esse espao vazio pelo fenmeno do tunelamento quntico.

O espao vazio tem cerca de 50 nanmetros, e o transstor pode at mesmo funcionar com ar, em condies ambiente.

Contudo, para uma operao estvel e confivel ao longo do tempo, so necessrios nveis moderados de vcuo, com algumas centenas de militorr – o torr uma unidade de presso baseada em uma escala absoluta, definida como 1/760 da atmosfera padro.

Eletrnica imune radiao

Substituir o canal semicondutor pelo ar ou pelo vcuo interessante porque isso torna o transstor imune a qualquer tipo de radiao, tornando esta uma tecnologia eletrnica interessante para aplicaes extremas, como no espao ou no interior de grandes equipamentos eltricos.

“A radiao que atinge os componentes convencionais de estado slido cria todos os tipos de defeitos nos canais de materiais semicondutores e xidos. Dependendo do tipo de defeitos e danos criados, o efeito pode se acumular lentamente e levar a um mau funcionamento, ou pode resultar em uma falha catastrfica do dispositivo. A ausncia de um canal semicondutor ou material dieltrico no VFET o torna imune radiao,” disse Han.

A equipe conectou vrios VFETs em srie para formar um inversor, uma porta lgica muito usada na eletrnica, para demonstrar as possibilidades do seu transstor a vcuo. O prximo passo ser construir circuitos completos.

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