我正在尝试考虑晶体管的替代品,只是因为我很好奇。我不太关心晶体管的放大特性,而是它们制造逻辑门的能力。这是我到目前为止所得到的,有人可以添加到我的列表中吗?
真空管:呵呵
继电器:常闭继电器是制作任何逻辑门所需的全部。常开继电器也很有用。
磁放大器:磁放大器可用于制造类似于晶体管晶体管逻辑的逻辑门。
铁氧体环形线圈:事实证明它们可以用来进行逻辑运算,但不能像普通逻辑门那样使用。http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s
我正在尝试考虑晶体管的替代品,只是因为我很好奇。我不太关心晶体管的放大特性,而是它们制造逻辑门的能力。这是我到目前为止所得到的,有人可以添加到我的列表中吗?
真空管:呵呵
继电器:常闭继电器是制作任何逻辑门所需的全部。常开继电器也很有用。
磁放大器:磁放大器可用于制造类似于晶体管晶体管逻辑的逻辑门。
铁氧体环形线圈:事实证明它们可以用来进行逻辑运算,但不能像普通逻辑门那样使用。http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s
只是几个样品。
很多可能性。
继电器: - 由于具有多个触点和转换触点的能力,可能非常有能力。
(你读错了)。
交叉开关:一种称为“交叉开关”的二维非旋转专用开关块构成了许多电话交换机的基础,并且可适用于制作通用逻辑引擎。
逐步开关:继电器的另一种变体是多位置一维或二维旋转机械选择器。一种基于这种技术的“计算机”是(是)“逐步或“Strowger”电话交换机。
如果您从未见过/听过他们的工作,这将是一个惊喜。如果你有,它将是一个记忆慢跑者。 Western Electric Strowger 开关设备发挥作用
流体:
在实际开关中使用没有移动部件的流体流动来执行逻辑和算术功能。
维基百科说:
流体学或流体逻辑是使用流体来执行类似于使用电子设备执行的模拟或数字操作。
流体学的物理基础是气动和液压,基于流体动力学的理论基础。当设备没有运动部件时,通常使用术语流体,因此液压缸和滑阀等普通液压元件不被视为或称为流体设备。
1960 年代,随着流体放大器的引入,流体技术应用于复杂的控制系统。流体射流可以通过在侧面撞击它的较弱射流而偏转。这提供了非线性放大,类似于电子数字逻辑中使用的晶体管。它主要用于电子数字逻辑不可靠的环境中,例如暴露于高水平电磁干扰或电离辐射的系统中。
纳米技术将流体学视为其仪器之一。在这个领域,流体-固体和流体-流体界面力等效应通常非常重要。流体学也已用于军事应用。
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流体放大器(来自上面的维基百科页面):
微流控气泡逻辑
他们说:
我们发明了一个新的逻辑系列,它实现了通用布尔逻辑、双稳态和许多其他与可扩展逻辑系列相关的特性,在微流体几何中使用不混溶的流体。通道中的气泡代表一点。但与电子产品不同,一点信息也可以携带化学有效载荷,使我们能够同时操纵材料和信息。这种范式将化学和计算联系在一起。
我们描述了各种具有放大功能的 AND/OR/NOT 门、具有双稳态一位存储器的触发器、计数器、环形振荡器等级联电路、气泡同步器等。该逻辑系列可用于以可扩展的方式控制分段流动反应器(液滴反应器),而无需任何外部控制元件。该平台技术极大地简化了大规模微流控“芯片实验室”系统的设计,并在高通量筛选、组合学、集成光流控和打印技术中得到应用。
利用流体动力场的非线性气泡相互作用来构建在牛顿流体中以低 Re 数运行的通用逻辑门。微流控存储器
气泡逻辑器件可以级联形成许多数字电路元件,如环形振荡器、计数器。
非线性流体梯形网络用于同步两个气泡流,从而纠正任何时间误差。
在线免费图书:
数字计算机的前史,从继电器到存储程序的概念,1935-1945
和更多 ... :-)
我想再次提到继电器。微机电 (MEMS) 继电器实际上可能会成为晶体管的重要竞争对手。
如果你能把它们做得足够小,它们就可以非常快地切换,当然可以快到足以取代许多应用中的晶体管,比如速度不是优先考虑的低功率 MCU。其次,与晶体管不同,它们没有泄漏,这使得它们对于超低功率应用非常有用。
您已经可以将这些东西作为分立设备购买,有朝一日我们甚至可能会看到它们集成到更大规模的电路中。
更新:
遗憾的是,由于客户需求低,这些产品已停产,并且没有更换零件。
当今晶体管最重要的替代品可能是石墨烯:研究了具有非常规则晶格的单原子碳原子片,以取代硅。
在石墨烯中,电子以更类似于光学的规律运动,它们可以直线轨迹越过晶格;此外,在晶格的不同区域施加电场,可以改变这些轨迹,并最终构建开关。
现在硅MOS技术越来越接近物理极限,看来石墨烯会给我们带来新的提升空间。
缺点是你不能在家里做(大概)。
这也被认为是计算机的进化:量子计算利用量子粒子的特性,即在观察完成之前处于每一种可能的状态。因此,对于研究人员来说,它将能够同时考虑手术的所有可能结果。
缺点:你不能在家里做,老实说,我不认为这是一个现实的可能性。但谁知道呢。
如果你想在家里做一些开关,还有更多的选择:
利用水和移动管道的传导性来创建开关;
激光器/LED 和伺服反射镜/隔垫;
光耦合器;
三端双向可控硅(与 AC 一起工作);
齿轮!
Babbage 设计了他的差分引擎来进行数值计算,但是你可以构建类似的引擎来做任何你想做的事情,只要你能用逻辑描述它。
Sandia Labs 使用齿轮和其他机械功能来创建MEMS 微锁定机制。不如电子设备快,但比经典机械齿轮机构快几个数量级。
这不是什么新鲜事。有 2100 年历史的希腊Antikythera 机械装置是齿轮的复杂相互作用,是一台天文计算机。