इलेक्ट्रॉन ट्यूब और एमओएस ट्रांजिस्टर का एक उत्सुक मिश्रण एक दिन पारंपरिक सिलिकॉन को बदल सकता है
सितंबर 1976 में, शीत युद्ध के बीच, एक सोवियत पायलट और
रक्षक विक्टर इवानोविच बेलेंको , साइबेरिया के ऊपर एक प्रशिक्षण उड़ान से भटक गया था, जिसे उसने मिग -25 पी विमान पर किया था, जो कम ऊंचाई पर जापान के समुद्र को पार कर गया था, और एक नागरिक हवाई अड्डे पर विमान उतरा। होक्काइडो, जब ईंधन पहले ही 30 सेकंड के लिए छोड़ दिया गया था। उनकी मातृभूमि के साथ अचानक विश्वासघात अमेरिकी सैन्य विश्लेषकों के लिए स्वर्ग से मन्ना बन गया, जिनके पास पहली बार उच्च गति वाले सोवियत लड़ाकू विमान का बारीकी से अध्ययन करने का अवसर था, जिसे वे सबसे उन्नत विमानों में से एक मानते थे। लेकिन उन्होंने जो देखा, वह उन पर फिदा हो गया।
विमान का पतवार आधुनिक अमेरिकी लड़ाकू विमानों की तुलना में मोटे तौर पर बनाया गया था, और इसमें मुख्य रूप से स्टील शामिल था, न कि टाइटेनियम। उपकरण के डिब्बों को इलेक्ट्रॉनिक ट्यूब पर काम करने वाले उपकरणों से भर दिया गया था, बजाय ट्रांजिस्टर के। प्रचलित आशंकाओं के बावजूद, स्पष्ट निष्कर्ष यह था कि पश्चिमी के पीछे भी सबसे उन्नत तकनीक निराशाजनक थी।
दरअसल, संयुक्त राज्य अमेरिका में, इलेक्ट्रॉनिक लैंप [जिसे वहां वैक्यूम ट्यूब कहा जाता है / लगभग। ट्रांस।] ने दो दशक पहले छोटे ठोस राज्य उपकरणों और बिजली की खपत के लिए रास्ता दिया था, कुछ ही समय बाद विलियम शॉकली, जॉन बार्डिन और वाल्टर ब्रेटन ने 1947 में बेल लेबोरेटरीज में पहला ट्रांजिस्टर इकट्ठा किया। 1970 के दशक के मध्य तक, पश्चिमी इलेक्ट्रॉनिक्स में इलेक्ट्रॉनिक ट्यूब केवल विभिन्न प्रकार के विशेष उपकरणों में पाया जा सकता है - टेलीविजन की कैथोड किरण ट्यूबों की विशाल संख्या की गिनती नहीं। आज वे गायब हो गए हैं, और कुछ नीच के बाहर, इलेक्ट्रॉनिक लैंप लगभग मर चुके हैं। इसलिए, आप आश्चर्यचकित हो सकते हैं कि एकीकृत सर्किट की निर्माण प्रक्रिया में कुछ मामूली बदलाव फिर से वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स में जीवन की सांस ले सकते हैं।
हम नासा
में एम्स रिसर्च सेंटर में पिछले कुछ वर्षों से वैक्यूम चैनल ट्रांजिस्टर (TCEs) विकसित कर रहे हैं। हमारा शोध अभी भी एक प्रारंभिक चरण में है, लेकिन हमने जो प्रोटोटाइप बनाए हैं, वे इन नवीन उपकरणों की अत्यधिक आशाजनक संभावनाओं को प्रदर्शित करते हैं। वैक्यूम चैनल वाले ट्रांजिस्टर पारंपरिक सिलिकॉन की तुलना में 10 गुना अधिक तेजी से काम कर सकते हैं, और टेराटेज़ फ़्रीक्वेंसी पर काम करने में सक्षम हो सकते हैं, जो लंबे समय से किसी भी ठोस राज्य डिवाइस की क्षमताओं से परे हैं। वे उच्च तापमान और विकिरण को सहन करने में भी आसान होते हैं। ऐसा क्यों होता है यह समझने के लिए, यह
अच्छे पुराने इलेक्ट्रॉनिक लैंप के निर्माण और संचालन को समझने के लायक है।
एक गरमागरम दीपक का वंशज। इलेक्ट्रॉन ट्यूब गरमागरम लैंप के विकास का एक स्वाभाविक परिणाम था, जिसका विकास थॉमस एडिसन के अनुसंधान के बाद सक्रिय रूप से किया गया था, जिन्होंने गर्म तंतुओं द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन की संभावना का अध्ययन किया था। फोटो 1906 से ऑडीओन लैंप का एक प्रारंभिक उदाहरण दिखाता है, जो एक गरमागरम दीपक जैसा दिखता है, हालांकि इस दीपक में धागा दिखाई नहीं देता है - यह पहले से ही लंबे समय से जला हुआ है। धागे ने कैथोड के रूप में काम किया, जिसमें से इलेक्ट्रोड ग्लास ट्यूब के केंद्र में स्थित एनोड या प्लेट की ओर उड़ गए। कैथोड से एनोड तक की धारा ग्रिड पर लगाए गए वोल्टेज को बदलकर नियंत्रित की जा सकती है - एक ज़िगज़ैग तार, जो प्लेट के नीचे दिखाई देता है।20 वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में अनगिनत रेडियो और टेलीविज़न रिसीवरों में संकेतों को बढ़ाने वाले उंगली के आकार के इलेक्ट्रॉनिक ट्यूब पूरी तरह से धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर (एमओएस ट्रांजिस्टर या एमओएसएफईटी) के विपरीत लग सकते हैं जो नियमित रूप से आधुनिक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में अपनी क्षमताओं के साथ हमें उत्साहित करते हैं। लेकिन वे कई लोगों के लिए समान हैं। सबसे पहले, वे दोनों तीन-पिन डिवाइस हैं। वोल्टेज एक संपर्क पर लागू होता है - एक साधारण इलेक्ट्रॉनिक लैंप-ट्रायोड का ग्रिड या एक ट्रांजिस्टर के गेट तक - अन्य संपर्कों के बीच वर्तमान गुजरने की मात्रा को नियंत्रित करता है: इलेक्ट्रॉनिक लैंप के कैथोड से एनोड तक और स्रोत से MOSFET में नाली के लिए। यह क्षमता इन उपकरणों को एम्पलीफायरों या स्विच के रूप में कार्य करने की अनुमति देती है।
हालांकि, इलेक्ट्रॉन ट्यूब में विद्युत प्रवाह ट्रांजिस्टर की तुलना में पूरी तरह से अलग होता है। इलेक्ट्रॉन ट्यूब
थर्मियोनिक उत्सर्जन के कारण काम करते हैं: कैथोड को गर्म करने से यह
इलेक्ट्रॉनों को आसपास के वैक्यूम में
फेंक देता है। ट्रांजिस्टर में धारा इलेक्ट्रॉनों के प्रसार (या छेद, उन जगहों पर जहां पर्याप्त इलेक्ट्रॉन नहीं है) के कारण होती है और उन्हें अलग करने वाली ठोस अर्धचालक सामग्री के माध्यम से स्रोत और नाली के बीच होती है।
ठोस अवस्था वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए इलेक्ट्रॉनिक ट्यूब को बहुत पहले क्यों दिया गया है? अर्धचालकों के लाभों में कम लागत, बहुत छोटा आकार, जीवनकाल, दक्षता, विश्वसनीयता, स्थायित्व और निरंतरता शामिल हैं। लेकिन इस सब के लिए, विशुद्ध रूप से चार्ज ट्रांसफर के लिए एक माध्यम के रूप में, वैक्यूम आउटपरफॉर्मर्स अर्धचालक। इलेक्ट्रॉन निर्वात शून्य में आसानी से फैलते हैं, और वे एक ठोस के परमाणुओं में टकराव का अनुभव करते हैं (एक क्रिस्टल जाली पर बिखरने)। इसके अलावा, निर्वात विकिरण के कारण क्षति के लिए अतिसंवेदनशील नहीं है, अर्धचालकों को प्रभावित करता है, और ठोस पदार्थों की तुलना में
कम शोर और विरूपण भी पैदा करता है।
इलेक्ट्रॉनिक लैंप के नुकसान इतने कष्टप्रद नहीं हैं यदि आपको रेडियो या टेलीविजन को इकट्ठा करने के लिए उनमें से केवल एक छोटी संख्या की आवश्यकता है। हालांकि, अधिक जटिल योजनाओं में, वे बदतर साबित हुए। उदाहरण के लिए, 1946 में ENIAC कंप्यूटर में 17,468 लैंप थे, यह 150 किलोवाट ऊर्जा की खपत करता था, 27 टन से अधिक वजन का होता था और लगभग 200 मीटर
2 स्थान पर कब्जा कर लेता था। और यह लगातार टूट गया - हर दिन या दो अन्य दीपक क्रम से बाहर चले गए।
एक बोतल में चिप: प्रवर्धन में सक्षम सबसे सरल इलेक्ट्रॉनिक लैंप एक ट्रायोड है, इसलिए इसका नाम तीन इलेक्ट्रोड है: एक कैथोड, एनोड और एक ग्रिड। आमतौर पर इस संरचना में बेलनाकार समरूपता होती है जब कैथोड एक ग्रिड से घिरा होता है और ग्रिड एक एनोड से घिरा होता है। इसका संचालन एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के संचालन के समान है - ग्रिड को आपूर्ति की गई वोल्टेज दो अन्य इलेक्ट्रोड के बीच वर्तमान को नियंत्रित करती है। ट्रायोड लैंप में अक्सर गर्म फिलामेंट के लिए दो अतिरिक्त विद्युत संपर्कों को समायोजित करने के लिए पांच संपर्क होते थे।ट्रांजिस्टर क्रांति ने इन समस्याओं का अंत कर दिया। हालांकि, इलेक्ट्रॉनिक्स में बदलाव का मुख्य कारण मुख्य रूप से नहीं था क्योंकि अर्धचालकों को कोई विशेष लाभ था, लेकिन क्योंकि इंजीनियर वांछित पैटर्न प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन सब्सट्रेट के रासायनिक उत्कीर्णन, या नक़्क़ाशी के कारण ट्रांजिस्टर को बड़े पैमाने पर उत्पादन और संयोजन करने में सक्षम थे। । एकीकृत सर्किट के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, वे माइक्रोचिप्स पर अधिक से अधिक ट्रांजिस्टर पुश करने में कामयाब रहे, जिससे सर्किट प्रत्येक पीढ़ी के साथ अधिक से अधिक जटिल हो गए। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक्स अधिक महंगे हो गए बिना तेज हो गए।
यह गति लाभ मौजूद है क्योंकि ट्रांजिस्टर छोटे हो गए थे, उनके अंदर के इलेक्ट्रॉनों को स्रोत से छोटी दूरी की नाली तक यात्रा करना पड़ता था, जिससे प्रत्येक ट्रांजिस्टर को तेजी से चालू और बंद किया जा सकता था। इलेक्ट्रॉनिक लैंप बड़े और भारी थे, उन्हें मशीनों पर अलग से निर्मित किया जाना था। हालांकि उन्होंने वर्षों में सुधार किया है, लेकिन उनके पास मूर के कानून के लाभकारी प्रभावों की तरह कुछ भी नहीं था।
हालांकि, ट्रांजिस्टर के आकार को संपीड़ित करने के चार दशकों के बाद, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि एक विशिष्ट MOSFET में गेट को इन्सुलेट करने वाली ऑक्साइड परत केवल
कुछ नैनोमीटर की मोटाई तक पहुंचती है, और केवल कुछ दसियों नैनोमीटर स्रोत और नाली को अलग करती है। पारंपरिक ट्रांजिस्टर अब बहुत कम नहीं कर सकते हैं। और कभी तेज और अधिक ऊर्जा कुशल चिप्स की खोज जारी है। अगली ट्रांजिस्टर तकनीक क्या होगी?
नैनोवायर ,
कार्बन नैनोट्यूब और ग्राफीन का गहन विकास चल रहा है। शायद इन तरीकों में से एक इलेक्ट्रॉनिक उद्योग को बचाएगा। या सभी झेंप जाएंगे।
हम MOSFET को बदलने के लिए अभी तक एक और उम्मीदवार विकसित कर रहे हैं, एक है कि शोधकर्ताओं ने समय-समय पर कई वर्षों से छेड़छाड़ की है: एक वैक्यूम चैनल के साथ एक ट्रांजिस्टर। यह एक पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक लैंप और आधुनिक अर्धचालक विनिर्माण प्रौद्योगिकियों को पार करने का परिणाम है। यह जिज्ञासु मिश्रण इलेक्ट्रॉनिक ट्यूबों और ट्रांजिस्टर के सर्वोत्तम गुणों को जोड़ता है, और इसे किसी भी ठोस राज्य उपकरण के रूप में छोटा और सस्ता बनाया जा सकता है। यह उन्हें छोटे आकार में बनाने की क्षमता है जो इलेक्ट्रॉनिक लैंप के प्रसिद्ध नुकसान को समाप्त करता है।
इलेक्ट्रॉनिक लैंप से ट्रांजिस्टर: वैक्यूम चैनल के साथ ट्रांजिस्टर एक धातु ऑक्साइड अर्धचालक, एमओएसएफईटी (बाएं) की बहुत याद दिलाते हैं। MOSFET में, गेट पर लगाया गया वोल्टेज नीचे पड़े सेमीकंडक्टर में एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह क्षेत्र स्रोत और नाली के बीच चैनल में आवेश वाहकों को खींचता है, जो प्रवाह को प्रवाहित करने की अनुमति देता है। गेट में कोई करंट प्रवाहित नहीं होता, यह ऑक्साइड की एक पतली परत से अछूता रहता है। लेखकों (दाएं) द्वारा विकसित वैक्यूम चैनल ट्रांजिस्टर कैथोड से गेट को एनोड के साथ अलग करने के लिए एक पतली ऑक्साइड परत का भी उपयोग करता है, जिसमें विद्युत क्षेत्र को बढ़ाने के लिए तेज छोर होते हैं।एक इलेक्ट्रॉनिक लैंप में, एक बिजली का रेशा, जो प्रकाश बल्बों में एक गरमागरम रेशा के समान होता है, का उपयोग कैथोड को गर्म करने के लिए किया जाता है ताकि इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन शुरू हो सके। इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक लैंप को गर्म होने के लिए समय की आवश्यकता होती है, और इसलिए वे इतनी ऊर्जा का उपयोग करते हैं। और इसलिए भी वे इतनी बार बाहर जला (अक्सर यह कांच में सूक्ष्म रिसाव के कारण होता है)। हालांकि, TCE को एक थ्रेड या गर्म कैथोड की आवश्यकता नहीं है। यदि उपकरण को काफी छोटा किया जाता है, तो उसके अंदर का विद्युत क्षेत्र स्रोत से इलेक्ट्रॉनों को खींचने के लिए पर्याप्त होगा - इसे
क्षेत्र उत्सर्जन कहा जाता
है । ऊर्जा-खपत वाले हीटिंग तत्वों को खत्म करते हुए, हम चिप पर डिवाइस द्वारा कब्जा किए गए स्थान को कम करते हैं, और इस नए ट्रांजिस्टर को ऊर्जा-कुशल बनाते हैं।
इलेक्ट्रॉन ट्यूबों का एक और कमजोर बिंदु यह है कि उन्हें गैस के अणुओं के साथ इलेक्ट्रॉनों की टक्कर से बचने के लिए, एक गहरी वैक्यूम बनाए रखने की आवश्यकता होती है, जो आमतौर पर वायुमंडलीय दबाव का लगभग 1/1000 है। इस तरह के कम दबावों पर, विद्युत क्षेत्र अवशिष्ट गैस के धनात्मक रूप से आवेशित आयनों को तेज करने और कैथोड पर बमबारी करने का कारण बनता है, जिससे तीव्र नैनोमीटर प्रोट्रूशियन्स का निर्माण होता है, जिसके कारण यह क्षीण होता है और अंततः नष्ट हो जाता है।
वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स की इन लंबे समय से ज्ञात समस्याओं को दूर किया जा सकता है। क्या होगा यदि कैथोड और एनोड के बीच की दूरी औसत दूरी से कम है जो एक इलेक्ट्रॉन गैस अणु के साथ टकराने से पहले यात्रा करता है -
औसत मुक्त पथ से कम? फिर इलेक्ट्रॉनों और गैस अणुओं के बीच टकराव के बारे में चिंता करना आवश्यक नहीं होगा। उदाहरण के लिए, सामान्य दबाव में हवा में इलेक्ट्रॉनों का औसत मुक्त पथ 200 एनएम है, जो आधुनिक ट्रांजिस्टर के पैमाने पर काफी है। यदि हवा के बजाय हीलियम का उपयोग किया जाता है, तो औसत मुक्त पथ 1 माइक्रोन तक बढ़ जाएगा। इसका मतलब है कि 100 एनएम चौड़ी खाई से गुजरने वाला एक इलेक्ट्रॉन केवल 10% की संभावना के साथ गैस से टकराएगा। अंतराल को छोटा करें, और संभावना आगे कम हो जाएगी।
लेकिन टक्कर की कम संभावना के साथ, कई इलेक्ट्रॉन अभी भी गैस के अणुओं से टकराएंगे। यदि कोई झटका एक अणु से बाहर एक बाध्य इलेक्ट्रॉन को मारता है, तो यह एक सकारात्मक रूप से आवेशित आयन में बदल जाएगा, और विद्युत क्षेत्र इसे कैथोड की ओर भेज देगा। सकारात्मक आयन बमबारी के कारण कैथोड्स नीचा हो जाता है। इसलिए जब भी संभव हो इस प्रक्रिया से बचना चाहिए।
सौभाग्य से, कम वोल्टेज पर, इलेक्ट्रॉन कभी भी हीलियम को आयनित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त नहीं करेंगे। इसलिए, यदि वैक्यूम ट्रांजिस्टर के आयाम औसत इलेक्ट्रॉन मुक्त पथ (जो हासिल करना आसान है) की तुलना में बहुत छोटा है, और ऑपरेटिंग वोल्टेज पर्याप्त रूप से कम है (और यह व्यवस्था करना आसान है), तो डिवाइस वायुमंडलीय दबाव पर पूरी तरह से काम कर सकता है। यही है, इस नाममात्र लघु आकार के वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स में, किसी भी वैक्यूम को बनाए रखने के लिए आवश्यक नहीं होगा!
और इस नए ट्रांजिस्टर को कैसे और कैसे चालू करें? एक ट्रायोड इलेक्ट्रॉनिक लैंप पर, हम इसके माध्यम से बहने वाले वर्तमान को नियंत्रित करते हैं, जिससे ग्रिड को आपूर्ति की गई वोल्टेज को बदलते हैं - कैथोड और एनोड के बीच स्थित एक झंझरी के समान एक इलेक्ट्रोड। यदि आप ग्रिड को कैथोड के करीब रखते हैं, तो इससे उसका इलेक्ट्रोस्टैटिक नियंत्रण बढ़ जाएगा, लेकिन यह ग्रिड पर प्रवाह की वर्तमान मात्रा को भी बढ़ा देगा। आदर्श रूप से, किसी भी प्रवाह को ग्रिड में प्रवाहित नहीं करना चाहिए, क्योंकि इससे ऊर्जा की हानि होती है और यहां तक कि दीपक की विफलता भी होती है। लेकिन व्यवहार में, हमेशा एक छोटा वर्तमान होता है।
इस तरह की समस्याओं से बचने के लिए, हम TCE में करंट को उसी तरह नियंत्रित करते हैं जैसे कि सामान्य MOSFET में, एक गेट इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, जो इसे ढांकता हुआ पदार्थ (सिलिकॉन डाइऑक्साइड) के साथ वर्तमान से इंसुलेट करता है। इन्सुलेटर विद्युत क्षेत्र को उस स्थान पर स्थानांतरित करता है जहां यह आवश्यक है, वर्तमान को ग्रिड से बहने से रोकता है।
जैसा कि आप देख सकते हैं, TCEs एक जटिल उपकरण नहीं हैं। यह किसी भी पिछले ट्रांजिस्टर विकल्पों की तुलना में बहुत आसान काम करता है।
हालाँकि हम अभी भी अपने शोध के शुरुआती चरण में हैं, लेकिन हमारा मानना है कि TCE में हाल के सुधार एक दिन इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग को गंभीरता से प्रभावित करेंगे, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जहां गति महत्वपूर्ण है। एक प्रोटोटाइप के निर्माण के हमारे पहले ही प्रयास में, हमें एक ऐसा उपकरण मिला, जो 460 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर काम कर सकता है - सबसे अच्छा सिलिकॉन ट्रांजिस्टर से लगभग 10 गुना अधिक। यह TCE को तथाकथित में काम करने के लिए एक आशाजनक उपकरण बनाता है टेराएर्ट्ज़ गैप - इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम का वह हिस्सा जो माइक्रोवेव के ऊपर और इंफ्रारेड रेंज के नीचे होता है।
गैप भरना: TCE, माइक्रोवेव और इंफ्रारेड के बीच आवृत्तियों पर काम करने का वादा करता है - स्पेक्ट्रम की इस सीमा को कभी-कभी टेराएर्ट्ज़ गैप भी कहा जाता है, क्योंकि अधिकांश सेमीकंडक्टर डिवाइस शायद ही कभी ऐसी फ्रीक्वेंसी पर काम करते हैं। उपयोग में आने वाले मामलों में दिशात्मक उच्च गति डेटा स्थानांतरण और खतरनाक पदार्थ ट्रैकिंग शामिल हैं।इस तरह की आवृत्तियों 0.1 से 10 टीएचजेड तक, खतरनाक पदार्थों की पहचान और सुरक्षित उच्च गति डेटा हस्तांतरण के लिए उपयोगी हैं - और ये केवल कुछ उदाहरण हैं। हालाँकि, टेराहर्ट्ज़ तरंगों का उपयोग करना मुश्किल है, क्योंकि पारंपरिक अर्धचालक उपकरण इस तरह के विकिरण को बना या पहचान नहीं सकते हैं। वैक्यूम ट्रांजिस्टर इस शून्य को भर सकता है, सजा के लिए खेद है। ये ट्रांजिस्टर भविष्य के माइक्रोप्रोसेसरों में उपयोगी हो सकते हैं, क्योंकि उनके उत्पादन की विधि पूरी तरह से पारंपरिक माइक्रोक्राईक्रेट्स के उत्पादन के साथ संगत है। हालांकि, इससे पहले, कई समस्याओं को हल करना होगा।
हमारा प्रोटोटाइप TCE 10 V पर चलता है, जो कि microcircuits द्वारा उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज से अधिक परिमाण का एक आदेश है। हालांकि, पिट्सबर्ग विश्वविद्यालय के शोधकर्ता पहले से ही 1 या 2 वी पर टीसीई का संचालन करने में सक्षम हैं, हालांकि इसके लिए डिजाइन लचीलेपन में गंभीर समझौता करना पड़ता है। हमें विश्वास है कि हम कैथोड और एनोड के बीच की दूरी को कम करते हुए वोल्टेज आवश्यकताओं को एक समान स्तर तक कम कर सकते हैं। उनके कोण का परिमाण विद्युत क्षेत्र की एकाग्रता को निर्धारित करता है, और कैथोड सामग्री की संरचना यह निर्धारित करती है कि इलेक्ट्रॉनों को निकालने के लिए एक क्षेत्र को कितना मजबूत करना आवश्यक है। इसलिए, हम तेज युक्तियों या अधिक उपयुक्त रासायनिक संरचना वाले इलेक्ट्रोड को उठाकर वोल्टेज को कम करने में सक्षम हो सकते हैं जो कैथोड से दूर भागते हुए इलेक्ट्रॉनों को दूर करने वाले अवरोध को कम करता है। यह संतुलन खोजने का काम होगा, क्योंकि ऑपरेटिंग वोल्टेज में कमी के कारण होने वाले परिवर्तनों से इलेक्ट्रोड की दीर्घकालिक स्थिरता और ट्रांजिस्टर के जीवनकाल में कमी आएगी।
अगला बड़ा कदम एक एकीकृत सर्किट पर उन्हें रखकर बड़ी संख्या में TCE बनाना है। इसके लिए, हम एकीकृत सर्किट के संचालन को अनुकरण करने के लिए कंप्यूटर और सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके विकास के लिए कई मौजूदा उपकरणों का उपयोग करने की योजना बनाते हैं। लेकिन इससे पहले, हमें नए ट्रांजिस्टर के अपने कंप्यूटर मॉडल को स्पष्ट करना होगा, और उनमें से बड़ी संख्या को जोड़ने के लिए नियम विकसित करना होगा। हमें इन उपकरणों के लिए उपयुक्त पैकेजिंग विधियों को विकसित करने की आवश्यकता होगी, जिसमें हीलियम से भरा 1 एटीएम का दबाव हो। सबसे अधिक संभावना है, इसके लिए पैकेजिंग माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक सेंसरों के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीकों को लागू करना संभव होगा - एक्सेलेरोमीटर और माइक्रोस्कोप।
बेशक, उत्पाद का व्यावसायिक उत्पादन शुरू करने से पहले बहुत सारे काम किए जाने बाकी हैं। लेकिन जब ऐसा होता है, तो वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स की नई पीढ़ी निश्चित रूप से अप्रत्याशित क्षमताओं का दावा करने में सक्षम होगी। आप इसकी उम्मीद कर सकते हैं, अन्यथा आप 1976 में जापान में सोवियत मिग -25 का अध्ययन करने वाले सैन्य विश्लेषकों के स्थान पर खुद को पा सकते हैं: बाद में उन्होंने महसूस किया कि ट्यूब-आधारित उपकरण परमाणु विस्फोट द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय नाड़ी का सामना कर सकते हैं, जो पश्चिमी विमानों के किसी भी सामान से बेहतर है। और उसके बाद ही वे कुछ भी नहीं की एक छोटी राशि के मूल्य को पहचान सकते हैं।