Создать эту тему меня сподвигло три фактора (как собственно и зарегистрироваться на этом форуме), далее по пунктам:
1) Прочтение замечательной статьи на всем небезызвестном ресурсе Хабр, а именно: Разработка и производство троичных микросхем на обычном техпроцессе CMOS.
2) Давно вынашиваю идею которую все никак не могу проверить (суть раскрываю в содержании темы).
3) Собственно интерес обсудить описываемую идею. Возможно, что данный материал кого-то сподвигнет на другие/иные не менее интересные мысли, которые в последствии могут привести к созданию оригинального радиоэлемента/схемы/устройства.
Итак, начнем:
Справедливо оговориться заранее, что данная тема затрагивает область науки изучающей феромагнетики и их свойства в частности. Но не стоит пугаться, возможно кто-то сделает поспешные вывод и предположит, что я пытаюсь обсудить такое запоминающее устройство как память на магнитных сердечниках (в классическом ее представлении), но поспешу Вас обрадовать, - Нет! Хотя отсылки к ней, мы будем использовать в этой теме неоднократно.
Большинство участников данного форума более/менее (а кто-то и подробно) представляют себе устройство двоичной памяти, и понимают проблемы представления состояния троичного сигнала на кристалле (который по сути состоит из дискретных элементов кремния), в конечном счете приводящие к тому же двоичному представлению информации, по какой бы архитектуре эти кристаллы не были бы выполнены!
Предлагаемое автором устройство (элемент) в теории должен быть лишен классических недостатков представления троичной информации в ячейке памяти. Конструктивное исполнение описываемого устройства оригенально (по крайней мере поиск по патентным базам, за достаточно длинный промежуток времени, не дал абсолютно никаких результатов по конкретному способу/полезной модели и т.д). Само по себе устройство как радиотехнический элемент (компонент), возможно потребует наукоемких исследований в области ферромагнетиков, магнетизма, да и электротехнических изысканий в целом.
Суть (не будем разводить тавтологию):
Все знают, что такое конденсатор. Емкость C есть способность конденсатора принять (накопить и удержать) количество электричества Q в ампер-секундах, заряд Q в кулонах. Зависимость между зарядом Q и напряжением U на обкладках конденсатора, выражается формулой:
Code: Select all
(1) Q=C∙UСам конденсатор представляет собой пару металлических пластин (обкладок) находящихся на определенном расстоянии друг от друга. Изобразим простейший конденсатор:
Рисунок 1. Простейший конденсатор.
Где:
w - ширина пластины (м);
h - высота пластины (м);
d - расстояние между пластинами (м);
S - площадь пластины конденсатора (м^(2)).
В данном случае диэлектриком конденсатора является воздух, и емкость соответственно находится по формуле:
Code: Select all
(2) C=(ε0∙ε∙S)/dC - емкость конденсатора (Ф);
ε0 - диэлектрическая постоянная, или диэлектрическая проницаемость вакуума (ε0=8,859∙10^(-12) Ф/м);
ε - диэлектрическая проницаемость диэлектрика (в данном случае проницаемость воздуха);
S - площадь одной обкладки конденсатора (м^(2));
d - расстояние между обкладками (м).
Известно, что конденсатор заряжается по закону:
Рисунок 2. Графики напряжения и тока при заряде конденсатора.
Более подробно можно посмотреть: Заряд и разряд конденсатора.
Опираясь на формулу (2) не сложно понять, что емкость на прямую зависит от диэлектрической проницаемости диэлектрика конденсатора. Изобразим конденсатор между пластинами которого находится диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью:
Рисунок 3. Конденсатор с диэлектриком.
Его емкость также находится по формуле (2).
Казалось бы, ну понятно, и что из этого. А теперь давайте подумаем:
Рисунок 4. Воздействие магнитным полем (потоком) на конденсатор (диэлектрик).
1) Как поведет себя конденсатор (его заряд в частности) если мы начнем воздействовать на диэлектрик магнитным полем (потоком), с трех сторон "поляризации" x, y и z?
2) Поменяется ли его поляризация с пластины на пластину (с положительной на отрицательную, и наоборот). Т.е. сможем ли мы переместить заряд магнитным полем?
3) Изменит ли свои свойства диэлектрик, а соответственно и свою диэлектрическую проницаемость, и как следствие емкость?
Казалось бы вопросы понятны, можно и поэкспериментировать, но что толку... Все равно не ясно как хранить состояние троичной информации...
А давайте взглянем на следующую картинку (еще более интересную в техническом плане):
Рисунок 5. Конденсаторный куб Threecitor (трицитор). Пусть так будет называться)
По сути просто куб из 6 пластин (обкладок) которые в точках соприкосновения друг с другом, разделены изолирующим слоем (или частью диэлектрика). Изобразим для понимания:
Рисунок 6. Threecitor в простом представлении.
Такая конструкция обладает интересными свойствами. Дело в том, что как мы видим из рисунка 6 расстояние между пластинами (обкладками) одного из трех конденсаторов, равно ширине (ровно также как и высоте) пластины. А что это дает? А дает это то, что емкость при таких условиях (каким бы не был трицитор) всегда постоянна!!! И равна значению: ...... Ф.
Но что это дает? А дает это то (на мой "беглый" взгляд), что при таких условиях мы може реализовать трицитор практически любого размера, например: со сторонами 1x1x1 (мм), соответственно.
Уже интереснее, не правда ли)
Попробуем добавить в такой трицитор диэлектрик и повоздействовать на него магнитным полем как в рисунке 4. Да к тому же в качестве диэлектрику пусть у нас выступает феррит...
Рисунок 7. Threecitor с диэлектриком (диэлектрик специально нарисован больше, чтобы иметь представление).
Кто то справедливо заметит, что феррит температурно-нестабильный материал по своим свойствам. И я соглашусь с этим, но давайте посмотрим в сторону аморфных нанокристаллических сплавов, которые по своим свойствам являются уникальными материалами, которые практически не изменяют свои параметры достаточно широком диапазоне температур, от -60 до +85 градусов цельсия это точно!
Рисунок 8. Вариант исполнения катушек на Threecitor-е.
Рисунок 9. Вариант исполнения катушек на Threecitor-е в случае микро исполнения.
Стоит отметить, что я пытаюсь обратить внимание на возможность сочетания как емкостных свойств, индуктивных, так и свойств ферромагнетиков в частности. Самое интересное можноли "футболить" заряд с одной обкладки на другую??? Ровным счетом как и инвертировать, т.е. в таком случае значение NOT не просто нот, а именно можно построить инверсию трита информации именно как (-, 0, +)... По сути получается Ternary Core Memory своего рода...
Как-то так)... А как Вы думаете: Сколько состояний можно хранить в таком трициторе/кубе??? Интересно было бы услышать Ваше мнение по данному вопросу.
p.s. Представленные в сообщении схемы, рисунки, структуры и таблицы, а также доводы автора могут быть неточны или неполны. Приводятся для представления материала, и отражают общий вид, структуру и функциональность устройства (радиоэлемента). Мной приветствуется соавторство в патентном изыскании, как автора (представителя) полезной модели.
Всех с праздником!
Спасибо,
с уважением.
