Alternativas a los transistores.

Estoy tratando de pensar en alternativas a los transistores, simplemente porque tengo curiosidad. No me importan tanto las características amplificadoras de los transistores como su capacidad para hacer puertas lógicas. Esto es lo que tengo hasta ahora, ¿alguien podría agregarlo a mi lista?

Tubos de vacío: duh

Relés: los relés normalmente cerrados son todo lo que necesita para hacer cualquier puerta lógica. Los relés normalmente abiertos también son útiles.

Amplificadores magnéticos: los amplificadores magnéticos podrían usarse para hacer puertas lógicas de manera similar a la lógica transistor-transistor.

Toroides de ferrita: Resulta que se pueden usar para realizar operaciones lógicas, pero no se pueden usar como puertas lógicas normales. http://www.youtube.com/watch?v=nQXjm7ru--s

Solo unas pocas muestras.
Muchas posibilidades

Relés: - potencialmente muy capaces debido a la capacidad de tener múltiples contactos y contactos de cambio.

Lógica de retransmisión: esta será una muy buena introducción

Computadora de retransmisión R500: buena conversación

Video - Computadora de retransmisión de Harry Porter

(Lo leíste mal).

Video - Computadora de retransmisión de sonido torpe adecuada para bricolaje

Interruptor de barra transversal: un bloque de interruptor especializado no rotativo bidimensional conocido como "interruptor de barra transversal" formó la base de muchas centrales telefónicas y sería adaptable para hacer un motor lógico de propósito general.

Ejemplo

Foto de interruptor de barra transversal como arte

Wikipedia - Interruptor de barra transversal

Sistema de conmutación de barras cruzadas número 5 (está vivo)

Video excesivamente oscuro del interruptor de barra transversal rusa en el trabajo

Interruptor paso a paso: otra variante del relé es un selector mecánico rotativo unidimensional o bidimensional de varias posiciones. Una de esas "computadoras" basadas en esta tecnología era (es) una central telefónica "paso a paso" o "Strowger".

Si nunca los ha visto / escuchado trabajar, será una sorpresa. Si lo tiene, será un recordatorio. Aparamenta de Western Strowger eléctrico en juego

Muchos tales

Wikipedia

Fluídica:

Uso de flujo de fluido sin partes móviles en los interruptores reales para realizar funciones lógicas y aritméticas.

Wikipedia dice:

• La fluídica, o lógica fluídica, es el uso de un fluido para realizar operaciones analógicas o digitales similares a las realizadas con la electrónica.

• La base física de la fluídica es neumática e hidráulica, basada en los fundamentos teóricos de la dinámica de fluidos. El término fluídico se usa normalmente cuando los dispositivos no tienen partes móviles, por lo que los componentes hidráulicos comunes, como los cilindros hidráulicos y las válvulas de carrete, no se consideran ni se denominan dispositivos fluidos.

  La década de 1960 vio la aplicación de la fluídica a sistemas de control sofisticados, con la introducción del amplificador fluídico. Un chorro de fluido puede ser desviado por un chorro más débil que lo golpea en el costado. Esto proporciona amplificación no lineal , similar al transistor utilizado en la lógica digital electrónica. Se usa principalmente en entornos donde la lógica digital electrónica no sería confiable, como en sistemas expuestos a altos niveles de interferencia electromagnética o radiación ionizante.

  La nanotecnología considera la fluídica como uno de sus instrumentos. En este dominio, los efectos como las fuerzas de interfaz fluido-sólido y fluido-fluido son a menudo altamente significativos. La fluídica también se ha utilizado para aplicaciones militares.

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Amplificador fluídico (de la página de Wikipedia anterior):

Britannica dice:

Lógica de burbujas microfluídicas

Fluidics usando burbujas

Ellos dicen:

Hemos inventado una nueva familia lógica que implementa la lógica booleana universal, la biestabilidad y muchos otros rasgos asociados con una familia lógica escalable que usa fluidos inmiscibles en geometrías microfluídicas. Una burbuja en un canal representa un poco. Pero a diferencia de la electrónica, un poco de información también puede llevar una carga química, lo que nos permite manipular materiales e información al mismo tiempo. Este paradigma une la química y la computación.

Describimos varias compuertas AND / OR / NOT que exhiben amplificación, alternan flip-flop que exhiben memoria biestable de un bit, contadores, circuitos en cascada como oscilador de anillo, sincronizador de burbujas, etc. La familia lógica se puede utilizar para controlar reactores de flujo segmentados (reactores de gotas) de manera escalable sin ningún elemento de control externo. La tecnología de la plataforma simplifica enormemente el diseño de sistemas de "laboratorio en chip" microfluídicos a gran escala con aplicaciones en cribado de alto rendimiento, combinatoria, optofluídica integrada y tecnologías de impresión.

• Las interacciones de burbujas no lineales por los campos de fuerza hidrodinámicos se explotan para construir puertas lógicas universales que operan con un bajo número de Re en fluidos newtonianos. Memoria microfluídica

  Los dispositivos de lógica de burbuja se pueden conectar en cascada para formar numerosos elementos de circuito digital como osciladores de anillo, contadores.

  Las redes de escalera fluídicas no lineales se utilizan para sincronizar dos corrientes de burbujas, corrigiendo así cualquier error de temporización.

Libro gratis en línea:

LA PREHISTORIA DE LA COMPUTADORA DIGITAL, DE LOS RELÉS AL CONCEPTO DE PROGRAMA ALMACENADO, 1935-1945

Y más ... :-)

Me gustaría mencionar los relevos nuevamente. Los relés microelectromecánicos (MEMS) podrían convertirse en un serio competidor para los transistores.

Si puede hacerlos lo suficientemente pequeños, pueden cambiar bastante rápido, ciertamente lo suficientemente rápido como para reemplazar los transistores en muchas aplicaciones como MCU de baja potencia donde la velocidad no es una prioridad. En segundo lugar, a diferencia de los transistores, no tienen fugas, lo que los hace muy útiles para aplicaciones de ultra baja potencia.

Ya puede comprar estas cosas como dispositivos discretos, y un día incluso podríamos verlos integrados en circuitos de mayor escala.

Actualizar:

Lamentablemente, estos fueron descontinuados debido a la baja demanda del cliente, y no hay una pieza de reemplazo.

Grafeno

Probablemente la alternativa más importante al transistor hoy en día es el grafeno. : se ha estudiado una lámina monoatómica de átomos de carbono con una red muy regular con el objetivo de reemplazar el silicio.

En el grafeno, los electrones se mueven con leyes más similares a la óptica, y pueden enviarse a través de la red en trayectorias rectilíneas; Además, aplicando campos eléctricos en diferentes regiones de la red, es posible desviar estas trayectorias y, en última instancia, construir interruptores.

Ahora que la tecnología MOS de silicio se está acercando al límite físico, parece que el grafeno nos dará un nuevo margen para mejorar.

La desventaja es que no puedes hacerlo en casa (presumiblemente).

Computación cuántica

Esto también se considera como la evolución de las computadoras: la computación cuántica utiliza la propiedad de las partículas cuánticas de estar en todos los estados posibles hasta que se realiza la observación. Entonces, para los investigadores, podrá considerar todos los resultados posibles de una operación al mismo tiempo.

Desventajas: no puedes hacerlo en casa y, sinceramente, no creo que sea una posibilidad realista. Pero quién sabe.

En casa

Si desea hacer algunos cambios en casa, hay algunas alternativas más:

• Use la conductibilidad del agua y las tuberías en movimiento para crear el interruptor;

• láseres / LED y espejos / tabiques servoaccionados;

• optoacopladores;

• triacs (funciona con AC);

Engranajes!

Babbage ideó su motor de diferencia para hacer cálculos numéricos, pero puede construir motores similares que puedan hacer lo que quiera, siempre que pueda describirlo en lógica.

Sandia Labs utilizó engranajes entre otras funciones mecánicas para crear un mecanismo de microbloqueo MEMS . No es tan rápido como la electrónica, pero varios órdenes de magnitud más rápido que los mecanismos de engranajes mecánicos clásicos.

No es nada nuevo El mecanismo griego Antikythera de 2100 años es una interacción compleja de engranajes, y era una computadora astronómica.