Alternatywy dla tranzystorów

Próbuję wymyślić alternatywy dla tranzystorów, po prostu dlatego, że jestem ciekawy. Nie dbam tak bardzo o charakterystykę wzmocnienia tranzystorów, jak o ich zdolność do tworzenia bramek logicznych. Oto, co do tej pory mam, czy ktoś mógłby dodać do mojej listy?

Lampy próżniowe: duh

Przekaźniki: Normalnie zamknięte przekaźniki są wszystkim, czego potrzeba do stworzenia dowolnej bramki logicznej. Przydają się również normalnie otwarte przekaźniki.

Mag-amps: Wzmacniacze magnetyczne można wykorzystać do tworzenia bramek logicznych podobnie do logiki tranzystorowo-tranzystorowej.

Ferrytowe toroidy: Okazuje się, że można ich używać do wykonywania operacji logicznych, ale nie można ich używać tak jak zwykłych bramek logicznych. http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s

Tylko kilka próbek.
Wiele możliwości.

Przekaźniki: - potencjalnie bardzo zdolne ze względu na możliwość posiadania wielu kontaktów i kontaktów przełączających.

Logika przekaźników - daje to bardzo dobre wprowadzenie

Komputer przekaźnikowy R500 - miła rozmowa

Wideo - komputer przekaźnikowy Harry'ego Portera

(Źle to czytasz).

Wideo - ładnie nadający się do samodzielnego przekazywania niezgrabny komputer przekaźnikowy

Przełącznik poprzeczny: 2-wymiarowy nieobrotowy specjalistyczny blok przełączników znany jako „przełącznik poprzeczny” stanowił podstawę wielu central telefonicznych i można go dostosować do stworzenia silnika logicznego ogólnego przeznaczenia.

Przykład

Zdjęcie przełącznika poprzeczki jako art

Wikipedia - Przełącznik poprzeczny

System przełączania poprzeczki numer 5 (żyje)

Zbyt ciemne wideo rosyjskiego przełącznika poprzecznego w pracy

Przełącznik krok po kroku: Innym wariantem przekaźnika jest wielopozycyjny jedno- lub dwuwymiarowy obrotowy przełącznik mechaniczny. Jednym z takich „komputerów” opartych na tej technologii była (jest) centrala telefoniczna „krok po kroku” lub „Strowger”.

Jeśli nigdy ich nie widziałeś / nie słyszałeś, będzie to niespodzianka. Jeśli masz, będzie to jogger pamięci. Rozdzielnica Western Electric Strowger podczas zabawy

Wiele takich

Wikipedia

Płyny:

Zastosowanie przepływu płynu bez ruchomych części w rzeczywistych przełącznikach do wykonywania funkcji logicznych i arytmetycznych.

Wikipedia mówi:

• Fluidics lub Fluidic logic, to użycie płynu do wykonywania operacji analogowych lub cyfrowych podobnych do tych wykonywanych za pomocą elektroniki.

• Podstawą fizyczną płynów jest pneumatyka i hydraulika, oparte na teoretycznych podstawach dynamiki płynów. Termin „płyn” jest zwykle używany, gdy urządzenia nie mają ruchomych części, więc zwykłe elementy hydrauliczne, takie jak cylindry hydrauliczne i zawory hydrauliczne, nie są uważane za urządzenia hydrauliczne ani nie są nazywane takimi urządzeniami.

  W latach 60. XX w. Zastosowano płynność w zaawansowanych systemach sterowania wraz z wprowadzeniem wzmacniacza płynów. Strumień płynu może zostać odchylony przez uderzenie go słabszym strumieniem z boku. Zapewnia to nieliniowe wzmocnienie , podobne do tranzystora stosowanego w elektronicznej logice cyfrowej. Jest stosowany głównie w środowiskach, w których elektronika cyfrowa byłaby zawodna, jak w systemach narażonych na wysokie poziomy zakłóceń elektromagnetycznych lub promieniowania jonizującego.

  Nanotechnologia uważa płynność za jeden ze swoich instrumentów. W tej dziedzinie efekty, takie jak siły między płynem a ciałem stałym i siły między płynem a płynem są często bardzo znaczące. Płyny zostały również wykorzystane w zastosowaniach wojskowych.

__

Wzmacniacz fluidalny (ze strony Wikipedii powyżej):

Britannica mówi -

Mikroprzepływowa logika bąbelkowa

Płyny za pomocą bąbelków

Mówią:

Wynaleźliśmy nową rodzinę logiki, która implementuje uniwersalną logikę boolowską, bistabilność i wiele innych cech związanych ze skalowalną rodziną logiki wykorzystującą niemieszające się płyny w geometriach mikroprzepływowych. Bańka na kanale reprezentuje trochę. Ale w przeciwieństwie do elektroniki, trochę informacji może również zawierać ładunek chemiczny, co pozwala nam manipulować materiałami i informacjami w tym samym czasie. Ten paradygmat łączy chemię i obliczenia.

Opisujemy różne bramki AND / OR / NOT wykazujące wzmocnienie, przełączanie flip-flop wykazujące bistabilną pamięć jednobitową, liczniki, obwody kaskadowe, takie jak oscylator pierścieniowy, synchronizator bąbelkowy i tak dalej. Rodziny logicznej można używać do sterowania segmentowymi reaktorami przepływowymi (reaktory kropelkowe) w skalowalny sposób bez żadnych zewnętrznych elementów sterujących. Technologia platformy znacznie upraszcza projektowanie wielkoskalowych mikroprzepływowych systemów „lab on chip” z zastosowaniami w wysokoprzepustowym przesiewaniu, kombinatoryce, zintegrowanych technologiach optofluidycznych i drukarskich.

• Nieliniowe oddziaływania pęcherzyków przez hydro-dynamiczne pola sił są wykorzystywane do budowy uniwersalnych bramek logicznych działających przy niskiej liczbie Re w płynach newtonowskich. Pamięć mikroprzepływowa

  Urządzenia logiki bąbelkowej mogą być kaskadowane, tworząc liczne elementy obwodu cyfrowego, takie jak oscylatory pierścieniowe, liczniki.

  Nieliniowe sieci drabin płynowych służą do synchronizacji dwóch strumieni pęcherzyków, a tym samym korygują wszelkie błędy synchronizacji.

Darmowa książka online:

PREHISTORIA KOMPUTERA CYFROWEGO, OD PRZEKAŹNIKÓW DO PRZECHOWYWANEJ KONCEPCJI PROGRAMU, 1935–1945

I więcej ... :-)

Chciałbym jeszcze raz wspomnieć o przekaźnikach. Przekaźniki mikroelektryczne mechaniczne (MEMS) mogą stać się poważnym konkurentem dla tranzystorów.

Jeśli sprawisz, że będą wystarczająco małe, mogą przełączać się dość szybko, z pewnością wystarczająco szybko, aby zastąpić tranzystory w wielu aplikacjach, takich jak MCU małej mocy, w których szybkość nie jest priorytetem. Po drugie, w przeciwieństwie do tranzystorów, nie mają wycieków, co czyni je bardzo przydatnymi w zastosowaniach o bardzo niskiej mocy.

Możesz już kupić te rzeczy jako dyskretne urządzenia, a pewnego dnia możemy nawet zobaczyć je zintegrowane w obwodach na większą skalę.

Aktualizacja:

Niestety, zostały one przerwane z powodu niskiego popytu wśród klientów i nie ma części zamiennej.

Grafen

Prawdopodobnie najważniejszą obecnie alternatywą dla tranzystora jest grafen : badano monoatomowy arkusz atomów węgla o bardzo regularnej sieci, w celu zastąpienia krzemu.

W grafenie elektrony poruszają się z prawami bardziej podobnymi do optyki i mogą być przesyłane przez sieć w prostoliniowych trajektoriach; ponadto, stosując pola elektryczne w różnych obszarach sieci, można odchylać te trajektorie i ostatecznie budować przełączniki.

Teraz, gdy krzemowa technologia MOS zbliża się do granicy fizycznej, wydaje się, że grafen da nam nowy margines poprawy.

Minusem jest to, że nie można tego zrobić w domu (prawdopodobnie).

Obliczenia kwantowe

Jest to również uważane za ewolucję komputerów: obliczenia kwantowe wykorzystują właściwość cząstek kwantowych bycia w każdym możliwym stanie, aż do zakończenia obserwacji. Tak więc dla naukowców będzie w stanie wziąć pod uwagę wszystkie możliwe wyniki operacji w tym samym czasie.

Wady: nie można tego robić w domu i, szczerze mówiąc, nie sądzę, że jest to realna możliwość. Ale kto wie.

W domu

Jeśli chcesz zrobić kilka przełączników w domu, istnieje kilka alternatyw:

• Użyj przewodnictwa wody i ruchomych rur, aby utworzyć przełącznik;

• lasery / diody LED i zwierciadła serwo / septa;

• transoptory;

• triaki (praca z AC);

Koła zębate!

Babbage opracował swój silnik różnicowy do obliczeń numerycznych, ale możesz zbudować podobne silniki, które mogą zrobić wszystko, co chcesz, pod warunkiem, że możesz opisać to logicznie.

Sandia Labs stosowane przekładnie mechaniczne między innymi funkcje do tworzenia MEMS mechanizm mikro-blokujące . Nie tak szybki jak elektronika, ale kilka rzędów wielkości szybszy niż klasyczne mechaniczne mechanizmy przekładniowe.

To nic nowego. 2100-letni grecki mechanizm Antikythera jest złożoną interakcją narzędzi i był komputerem astronomicznym.