Проектирование энергоэффективной быстродействующей компьютерной техники на основе экономичных светотранзисторов

Цель. В статье рассматриваются вопросы формирования экономичных светотранзисторов для создания быстродействующих энергоэффективных компьютерных структур, способных с высоким быстродействием и точностью решать многочисленные задачи. Для этого используются полупроводниковые структуры различного типа, способные испускать и поглощать фотоны для приема и передачи цифровой информации.

Метод. Применение зеркальных электродов позволяет осуществить многократное переотражение сгенерированных фотонов внутри светотранзистора для того, чтобы рекуперировать всю сгенерированную энергию в электричество. Это повышает энергоэффективность транзистора в целом и позволяет реализовать компьютерные устройства с высокой экономичностью, решающие различные задачи.

Результат. Большая часть полезной энергии информационного сигнала будет переноситься от одного электрода к другому, причем перемещение будет иметь более высокую скорость за счет использования фотонов, а не дрейфующих электронов, а также это косвенно увеличит быстродействие светового транзистора во много раз на несколько порядков и позволит эффективно решить задачу реализации более мощных и быстродействующих транзисторов с большей экономической выгодой.

Вывод. Докащаны перспективы для реализации быстродействующих энергоэффективных компьютерных структур на основе, как биполярных транзисторов, так и униполярных транзисторов, а также тиристоров, лазеров и других полупроводниковых компонентов в светоизлучающих структурах.

1. Патент РФ №2288555. Термоэлектрический теплоотвод / ИсмаиловТ.А., ГаджиевХ.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Гафуров К.А., опубл. 27.11.2006.

2. Патент РФ №2335825. Термоэлектрическое устройство с высоким градиентом температур / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., опубл. 10.10.2008.

3. Патент РФ №2360380. Устройство для термостатирования компьютерного процессора / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д. //Б.И. № 18, 2009.

4. Патент РФ №2369894. Термоэлектрическое устройство термостабилизации компонентов вычислительных систем с высокими тепловыделениями / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д. // Б.И. № 28, 2009.

5. Патент РФ №2405230. Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А. // Б.И. № 33, 2010.

6. Патент РФ №2449417. Способ охлаждения полупроводниковых тепловыделяющих электронных компонентов через биметаллические термоэлектрические электроды / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А. // Б.И. № 12, 2012.

7. Патент РФ №2487436. Светотранзистор / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А., опубл. 10.07.2013.

8. Патент РФ №2507613. Каскадное светоизлучающее термоэлектрическое устройство / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А. // Б.И. № 5, 2014.

9. Патент РФ №2507632. Светотранзистор с высоким быстродействием / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Нежведилов Т.Д., Юсуфов Ш.А. // Б.И. № 5, 2014.

10. Патент РФ № 2534954. Устройство для охлаждения компьютерного процессора с применением возгонки / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Нежведилов Т.Д. // Б.И. № 34, 2014.

11. Патент РФ № 2562742. Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов на основе применения полупроводниковых лазеров / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Нежведилов Т.Д., Челушкина Т.А. // Б.И. № 25, 2015.

12. Патент РФ № 2562744. Светотиристор/Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Челушкин Д.А., Челушкина Т.А. // Б.И. № 25, 2015.

13. Патент РФ № 2575618. Термоэлектрическое устройство с тонкопленочными полупроводниковыми ветвями и увеличенной поверхностью теплоотвода / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Челушкина Т.А., Челушкин Д.А. // Бюл. №5, 2016.

14. Патент РФ № 2593443. Светотранзистор с двумя излучающими переходами / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Челушкина Т.А., Челушкин Д.А. // Бюл. №22, 2016.

15. Патент РФ № 2702019. 3-D принтер для печати изделий, состоящих из различных по электрофизическим свойствам материалов / Каблов Е.Н., Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Челушкина Т.А., Шкурко А.С. // Б.И. № 10, 2019.

16. Патент РФ № 2 587 534. Экономичный световой транзистор / Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Гаджиева С.М., Челушкина Т.А., Магомедова П.А. // Дата подачи заявки: 2014.12.08.Опубликовано: 2016.06.20

17. Anatychuk L.I. Physics of Thermoelectricity. Kyiv, Chernivtsi: Institute of Thermoelectricity . 1998.

18. Lyon J.R. Overview of Industry Interest in New Thermoelectric Materials // Thermoelectric Materials - New Directions and Approachis. MRS, 1997.

19. Tardiff David W., Dore-North Lyne. Thermal modeling speeds up design. Electron. Packag. and Prod. 1994, No.9.

20. Wartonowez Т., Czarnecki A. Thermoelectric Cascade for Cryosurgical Destroyer // Proceedings of the 16th Int. Conf. jnThermoelectrics, Dresden, Germany, 1997, p.705.