Hybride transistor schakelt razendsnel

Een team van Chinese onderzoekers beschrijft in Science een transistorontwerp waarin zowel een floating-gate-Fet als een tunneling-Fet zijn opgenomen, en dat daardoor de beste eigenschappen van beide typen bezit. Bij een traditionele veldeffecttransistor wordt de gate onder spanning gezet om geleiding in het kanaal te induceren. Bij een floating-gate-transistor is de gate echter volledig elektrisch geïsoleerd (’zwevend‘) en moet capacitief geladen worden via een extra elektrode. Door de volledige isolatie wordt de lading in de gate langdurig vastgehouden – de transistor heeft een geheugen.

Het nadeel is echter dat het capacitief laden van de gate relatief traag gaat en veel energie vergt. Door een slim ontwerp heeft het team van Fudan University het echter voor elkaar gekregen om een secundaire tunneling-Fet (TFet) in te bouwen in de transistor, waarmee de gate geladen kan worden. TFets gebruiken kwantumtunneling om de ladingsdrager door een isolator te krijgen en schakelen zeer snel bij zeer lage energieën. Door de primaire gate te laden met de secundaire TFet, wordt een transistor verkregen die in slechts een nanoseconde schakelt. Daarvoor is een spanning beneden de 2 volt nodig.

Volgens het team is de structuur te maken in een standaard CMos-proces, waardoor het eenvoudig opgenomen kan worden in een IC. Als kers op de taart bleek de drain-stroom ook nog eens afhankelijk te zijn van de lichtsterkte; de stuctuur zou dus ook als lichtsensor kunnen dienen.