Как ускорить движение электронов? Как ускорить движение электронов в микросхемах?
Как ускорить движение электронов в донецке и макеевке?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Справка

Поддержка

Условия

© 2024 ООО «Яндекс»

Как ускорить движение электронов по электрическим проводам?

Физика

Наука

+2

Анонимный вопрос

25 апреля 2022

  ·

1,7 K

Андрей О. Федотов

КФМН (физика тведого тела), сейчас пенсионер-инженер. Работал в ИФТТ, ЦКБ УП, ИФП (всё...  · 14 окт 2022

Вы же знаете, что чудес не бывает. Скорость ~ подвижность * Е, подвижность зависит от эффективной массы и времени релаксации.

Меняйте материал, увеличивайте поле. 

Но зачем это Вам? Есть же ещё ёмкости. Они в микросхемах всё и погубят. Попробуйте сменить электроны на фотоны.

4 ответа

Алексей

Инженер-разработчик. Разработка микроконтроллерной электроники.  · 25 апр 2022

В условиях нашей объективной реальности - никак. Электрический ток распространяется со скоростью распространения электромагнитного поля вокруг проводника. Электромагнитное поле распространяется со скоростью света. А превысить скорость света материальное тело не может. Конечно, при протекании тока по кабелю, электроны не движутся со скоростью света. Если я правильно понял вопрос, то Вас интересовала всё-таки не скорость электронов, а скорость распространения электрического тока.

1 эксперт не согласен

Сергей Леонтьев

возражает

26 апреля 2022

Электрический ток распространяется со скоростью распространения электромагнитного поля вокруг проводника.

Это утверждение ещё более-менее достоверное.

Электромагнитное поле распространяется со скоростью света.

А вот это утверждение недостоверное. Это оно в пустом абсолютном ваккуме так распространяется.

Но в линиях связи, т.е. в определённой конфигурации проводников и изоляции, скорость существенно меньше. Скажем, для распространённых коаксиальных кабелей с изоляцией из полиэтилена: коэффициент укорочения ≈ 1,5, а для распространённой витой пары с ПВХ изоляцией: коэффициент укорочения ≈ 1,8.

Алексей

26 апреля 2022

@Сергей Леонтьев, какое отношение это имеет к попытке автора вопроса связать между собой скорость движения электронов в проводнике и скорость распространения электрического тока? Вам поумничать просто захотелось и сделать замечания не учитывая самого вопроса? Браво! Тогда ещё давайте учтём индуктивность и ёмкость длиной линии, а так же возможное образование стоячей волны.

Сергей Леонтьев

26 апреля 2022

@Алексей Болдов, отношение прямое.

Извините, но ваш ответ вводит в заблуждение, что резервов скорости распространения сигнала по электрическим линиям связи - нет, а они есть.

Комментарий был удалён за нарушение правил

Алексей

25 апреля 2022

@Александр Есенков, и к чему этот бред??? Что Вам даст ускорение движения электронов?

Алексей

25 апреля 2022

@Александр Есенков, ну, воды Вы налили много, а ответ на мой вопрос где? Или у Вас цель просто прорекламировать чужие взгляды?

Алексей

26 апреля 2022

@Александр Есенков, электричество "внутри" микросхемы не будет быстрее. Более того, я Вам уже сказал, что скорость распространения тока не зависит от скорости движения электронов, в общих чертах. Частные случаи в данный момент нас не интересуют.

Александр Кобыленков

широкий круг научных интересов в основном физика  · 15 окт 2022

В вакууме ускорение электронов осуществляется приложением высокой разности потенциалов . в проводах постоянный ток также ускоряется за счет приложения высокого напряжения. но кроме того существует электрическое сопротивление поэтому выбирают материал с низким электрическим сопротивлением - медь серебро. чтобы исключить влияние фононов(возмущений колебаний кристаллической решетки) на движение электронов можно охладить провод до низких температур - появляется так называемое явление сверхпроводимости . при этом ток в проводе течет вообще без сопротивления . но это более сложный и частный вопрос. 

Вячеслав Glotov

IT инженер, радиоинженер  · 2 нояб 2022

А зачем по проводам, можно ускорить и без проводов. Например в электровакуумных приборах, достаточно приложить к аноду и катоду постоянное напряжение создающее электрическое поле.

Как ускорить движение электронов в электронных цепях микросхем?

Технологии

Физика

+3

Анонимный вопрос

23 июля 2022

  ·

1,4 K

Лучший

Андрей О. Федотов

КФМН (физика тведого тела), сейчас пенсионер-инженер. Работал в ИФТТ, ЦКБ УП, ИФП (всё...  · 24 июл 2022

Взять хороший материал с высокой подвижностью. А3В5 (арсенид галлия). Но скорость работы микросхемы не факт что увеличится. Основные ограничения идут от плотности элементов (тепловыделение/теплосъём) и паразитных ёмкостей (CR).

Можно попробовать криоэлектронику (туннельные переходы в сверхпроводящих структурах), но ВТСП пока не технологичны, а на традиционных микросхемы идут пока только на приёмники.

Для повышения быстродействия скорее надо искать комбинацию нейронных сетей, квантовых компьютеров (когда будут) и обычных цифровых.

Владимир Козлов

20 августа 2022

Вопрос вообще-то был "как ускорить движение электронов", а не "скорость работы микросхем".

)

Андрей О. Федотов

20 августа 2022

@Владимир Козлов, так с ростом подвижности электроны прибавят скорости. Не так?

Владимир Козлов

26 августа 2022

@Андрей О. Федотов, электроны прибавят скорости с ростом температуры. А микросхемы при этом обычно горят.

)

Андрей О. Федотов

27 августа 2022

@Владимир Козлов, нас же интересует не средняя скорость электронов (она с температурой подрастёт, хотя в вырожденных п/п и металлах этим можно пренебречь), а та, которой мы управляем (V=Е*подвижность).

Владимир Козлов

27 августа 2022

@Андрей О. Федотов, у автора вопроса об этом ни слова.

)

Андрей О. Федотов

27 августа 2022

@Владимир Козлов, а зачем ему ускорять движение электроно? Автор, кстати, ответом доволен, значит я угадал смысл вопроса

Владимир Козлов

27 августа 2022

@Андрей О. Федотов, сам удивляюсь.

)

Андрей О. Федотов

27 августа 2022

@Владимир Козлов, так хоть дизлай снимите с ответа

2 ответа

Владимир Козлов

Разработчик встроенных систем, немного радиолюбитель.   · 20 авг 2022  · vladimir-coslow.narod.ru/index.html

По моему скромному мнению с точки зрения банальной эрудиции нужно не путать понятия:

скорости электрического тока (или скорости распространения электромагнитного импульса, она всегда равна скорости света в данной среде),

быстродействия полупроводниковых радиоэлементов (например, диодов, транзисторов и микросхем), которое является вообще-то не скоростью, а временем задержки,

скорости движения электронов.

)

А поскольку вопрос был именно про скорость движения электронов, то отвечаю именно на него.

))

Существует две разных скорости движения электронов: тепловая и направленная. Тепловая (ненаправленная) составляет несколько сотен м/с и обусловлена броуновским движением молекул, а следовательно, и электронов. Направленная скорость, вызванная перемещением электронов в приложенном к проводнику электрическом поле, составляет менее одного мм/с. Соответственно, тепловую скорость движения электронов можно увеличить, нагревая проводник. А направленную скорость движения электронов - прикладывая бОльшее напряжение к проводнику.

)))

Как дать ускорение электронам для более быстрого их движения по проводам или электронным цепям микросхем?

Физика

Электроника

Электроны

Анонимный вопрос

8 мая 2022

  ·

838

Владимир Анатольевич Тарасов

Преподаватель физики  · 11 мая 2022

Увеличить ускорение и скорость электронов возможно, только это будет непродуктивным действием.

Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике обычно составляет миллиметры в секунду. Увеличивая разность потенциалов U на концах проводника. можно увеличить напряженность электростатического поля Е, увеличить силу действующую на электрон F и таким образом увеличить его ускорение а и скорость V. Увеличивая эти параметры и оставляя сопротивление R неизменным, большая часть энергии будет переходить в тепло не приносящее пользы. Таким способом невозможно добиться увеличения быстродействия.

Сигналы напряжения внутри микросхемы передаются электромагнитным полем со скоростью света. Поэтому проблема в увеличении быстродействия связана не с медленным движением электронов, а с паразитными емкостями искажающими форму дискретного сигнала. В результате возникает ограничение на максимальную частоту и быстродействие.

Всегда рад помочь, обращайтесь.

Перейти на yandex.ru/q/profile/p5ztyfpvpxmn9k86c2qd8vw0rg

Вячеслав Glotov

11 мая 2022

Надо бы уточнить, что скорость света зависит от среды в которой он распространяется. Ну и в микросхемах протекают разные процессы, которые ограничивают быстродействие. Например, скорость рассасывания инжектируемых носителей (дырок или электронов) в базе транзистора, геометрических размерах, уровней сигналов, используемых материалов.

4 ответа

Евгений Миронов

Увлекаюсь физикой, астрономией и финансами.  · 15 окт 2022  · forecast.nanoquant.ru

Два способа:

"Пнуть" электроны посильнее.

Устранить препятствия на пути электронов.

Оба способа связаны с дополнительными энергозатратами. Чтобы "пинать" электроны сильнее, надо приложить напряжение побольше. Это дополнительные затраты энергии. Чтобы на пути электронов было меньше препятствий, систему надо охлаждать. Это тоже энергетические затраты.

Второй путь видится более перспективным, так как

не в любых устройствах можно увеличивать напряжение без вывода этого устройства из рабочего состояния или без нарушения цели работы устройства.

Немного охладить устройство можно за счет естественного охлаждения зимой (вынести устройство или его часть на улицу), или проточной водой из под водопроводного крана (если нет счетчика воды).

Как вариант устранения препятствия на пути электронов можно подумать о замене, например, алюминиевых проводников на медные или даже серебряные. Это, конечно, финансовые затраты, но они одноразовые, а не постоянные.

Эксперт по оптимизации инвестиционного портфеля и прогнозированию биржевых цен.

Перейти на forecast.nanoquant.ru

Вячеслав Glotov

IT инженер, радиоинженер  · 11 мая 2022

Приложить электрическое поле с большей напряжённостью.

Охладить провода до достижения сверхпроводимости.

Применить материалы, которые имеют сверхпроводимость.

А для каких целей? 

Александр Кобыленков

широкий круг научных интересов в основном физика  · 15 окт 2022

По моим не совсем достоверным данным скорость движения электронов в электрических цепях микросхем уже очень высокая и возможно приближается к скорости света. так что дальнейшего ускорения электрона не требуется а возникает проблема с омическим нагревом этих микросхем . для обычных бытовых компьютеров это не очень большая проблема но для суперкомпьютеров это уже серьезно. проблему можно решить например используя компьютеры на других физических принципах например фотонных но эта экзотика еще недостаточно проработана.

Александр

15 октября 2022

" скорость движения электронов в электрических цепях микросхем уже очень высокая и возможно приближается к скорости света" Это утверждение неверно, видимо автор ответа не различает скорость распространения взаимодействия (это действительно скорость света в среде) и скорость движения зарядов в среде. Вот ответ Яндекса "Скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике, как нам уже известно, составляет приблизительно 0,1мм/с. Опыт Рикке. Почему мы решили, что ток в металлах создаётся движением именно свободных электронов? Положительные ионы кристаллической решётки также испытывают на себе действие внешнего электрического поля. Может, они тоже перемещаются внутри металлического проводника и участвуют в создании тока?"

Это очень сложные вопросы.

Анатолий Калюжный, 10 месяцев назад

Оракул

Повышай напряжения, и скорости электронов возрастут с 2-х мм/с до 4-х

Как ускорить движение электронов по электрическим проводам?https://yandex.ru/q/question/kak_uskorit_dvizhenie_elektronov_po_1c445fd8/

Как ускорить движение электронов в электронных цепях микросхем?https://yandex.ru/q/question/kak_uskorit_dvizhenie_elektronov_v_b44448fb/

Как дать ускорение электронам для более быстрого их движения по проводам или электронным цепям микросхем?

https://yandex.ru/q/question/kak_dat_uskorenie_elektronam_dlia_bolee_2eac25ad/

Как ускорить скорость движения электричества, электрического тока и электронов по проводам, кабелям и микросхемам?

Отвечать

Следовать

·

1

Запрос

Посмотрите, кого вы запросили

Ответы (7)

Сортировать

рекомендуемые

Джимсвен

 · Следовать

Бакалавр Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт) ( окончил 1978 г. ) 

·

6 мес.

Оригинальный ответ: Как увеличить скорость движения электрического тока по электрическим кабелям и проводам?

По большей части, никто этого сделать не может. Но они могут, если повезет и умны, уменьшить сопротивление провода и/или увеличить его максимальную токовую нагрузку или минимизировать его стоимость.

Несколько исследовательских групп пытаются улучшить производство проводов на основе углеродных нанотрубок. Когда-нибудь в них могут появиться провода со сверхпроводником комнатной температуры. Я не понимаю, как вы или я можем помочь любому из этих дел добиться скорейшего успеха.

Проголосовать за3

1

Джим Мерфи

 · Следовать

Я разработал продукты для кондиционирования переменного тока, внесенные в список UL. 

·

6 мес.

Оригинальный ответ: Как увеличить скорость движения электрического тока по электрическим кабелям и проводам?

Скорость передачи сигналов по проводам значительно меньше вакуумной скорости света. Вы можете незначительно повысить скорость, указав физические аспекты проводов, включая расстояние между проводниками и материал (если таковой имеется), используемый для изоляции проводов.

Но что бы вы ни делали, скорость света в вакууме — это абсолютный предел.

Проголосовать за5

1

Джон

 · Следовать

БСЭЭ 

·

1 год

Оригинальный ответ: Как ускорить движение электронов по электрическим проводам?

Обычно вы не можете контролировать скорость движения электронов; возможно, вы действительно хотите знать, что происходит, когда ток увеличивается? Обычно это происходит не потому, что электроны движутся быстрее, а потому, что движется больше электронов. Подумайте об этом так: более толстый провод имеет меньшее сопротивление...

Проголосовать за

Мел Сигел

 · Следовать

Работает в Университете Карнеги-Меллон. 

·

1 год

Оригинальный ответ: Как ускорить движение электронов по электрическим проводам?

В материалах и в условиях, когда действует закон Ома, скорость дрейфа электронов пропорциональна электрическому полю, т. е. напряжению между концами провода, деленному на длину провода. Фактически, **если** это верно, **то** закон Ома справедлив для данного материала при данных условиях. Однако важно понимать, что в типичных условиях скорость дрейфа составляет лишь очень небольшую часть тепловой скорости.

Проголосовать за2

Иоганн Джосс

 · Следовать

Изучал математику и компьютеры в ETH Zurich ( окончил в 1968 г. ). 

·

1 год

Оригинальный ответ: Как ускорить движение электронов по электрическим проводам?

Во-первых: почему вы хотите это сделать? В большинстве случаев скорость электронов не имеет значения. Только ток есть.

Есть (насколько мне известно) только одно исключение: эффект Холла. Там решение состоит в том, чтобы использовать материал с небольшим количеством свободных электронов, то есть полупроводники.

Как ускорить скорость движения электричества, электрического тока и электронов по проводам, кабелям и микросхемам? https://www.quora.com/How-do-I-speed-up-the-speed-of-movement-of-electricity-electric-current-and-electrons-through-wires-cables-and-microcircuits

Как увеличить скорость электронов в микросхемах?

Отвечать

Следовать

·

1

Запрос

Ответы (4)

Сортировать

рекомендуемые

Марк Кимбалл

 · Следовать

Изучал электротехнику и физику твердого тела ( окончил в 1974 году ) 

·

11 мес.

Первоначальный ответ: Как увеличить скорость электронов в металлах, вдоль электрических проводов, в микросхемах и в линиях связи?

Скорость распространения сигналов в металлах не определяется скоростью электронов в проводнике, поэтому ваш вопрос неактуален... если это то, что вам нужно. Но если вас интересует проблема в целом, читайте дальше.

Единственный способ увеличить среднюю скорость электронов, текущих в проводнике, это, как уже упоминалось, увеличить ток. Однако существует проблема, связанная с высокой плотностью тока в металлических линиях микросхем. Она называется электромиграцией. Это была большая проблема в начале революции ИС, поскольку она не была хорошо понята. На микроскопическом уровне… (более)

Голосовать за

Мэтью Мэй

 · Следовать

Писатель ( 2020 – настоящее время ) 

·

1 год

Есть несколько способов увеличить скорость электронов в микросхемах:

1. Уменьшите сопротивление - Самый большой фактор, ограничивающий скорость электронов, - это сопротивление из-за столкновений с атомами в материале. Использование проводящего материала с более низким сопротивлением, например меди вместо алюминия, позволит электронам двигаться быстрее с меньшим количеством столкновений.

2. Уменьшите толщину провода. Более тонкие провода имеют меньшую толщину.… (более)

Голосовать за

Поумнеть

 · Следовать

Степень магистра электротехники и электросвязи (телевещание) , Калифорнийский государственный университет, Лос-Анджелес ( выпуск 1999 г. ) 

·

2 янв.

Первоначальный ответ: Как увеличить скорость движения электронов в металлах, по электрическим проводам, линиям связи, в микросхемах?

Понижение температуры делает их сверхпроводниками или, по крайней мере, в этом направлении. Однако ниже температуры LN2 (80К) все усложняется, и область линеаризации исчезает. Видите ли, при более высоких температурах выборы слишком сильно флуктуируют и останавливают перемещение электронов. При более низких температурах уровень Ферми падает, и электроны не могут перейти из основного состояния в валентную зону.

Голосовать за

Майкл Паглиа

 · Следовать

2 января изучал электротехнику в Технологическом институте Нью-Джерси.

Первоначальный ответ: Как увеличить скорость движения электронов в металлах, по электрическим проводам, линиям связи, в микросхемах?

Ты не

Заряд движется почти мгновенно.

Электроны движутся медленно

Вы можете увеличить частоту, но не скорость.

Если увеличить скорость электронов, увеличится ли скорость электрического тока в кабеле или проводе?

Отвечать

Следовать

·

1

Запрос

Ответы (6)

Сортировать

рекомендуемые

Эли Пастернак

 · Следовать

MsEE, 29 патентов ЭМ поля, коммуникационная относительность, квантовая механика. 29 января

На мгновение отключите электрический ток. Когда вы открываете клапан на одном конце трубы, полной воды, разбрызгиватель включается почти мгновенно. Движение молекул воды не определяет, насколько быстро отреагирует разбрызгиватель, а скорее скорость, с которой выпущенное давление достигнет разбрызгивателя, что является скоростью звука. Электромагнитная ситуация довольно похожа. Скорость электронов почти не влияет на скорость тока, появляющегося на дальнем конце коммутируемой цепи. Скорость определяется распространением электрических и магнитных полей в изоляции между проводами, что меньше скорости света. По сравнению со средней скоростью электронов 0,0001 м/с, увеличение не будет иметь никакого значения.

76 просмотров

Посмотреть

1

положительный отзыв

Ответ запрошенАлександр Есенков

Голосовать за1

Мэл Сигел

 · Следовать

Работает в Университете Карнеги-Меллона 29 января

«Скорость электрического тока» — это не имеющая смысла фраза, это как «вес яркости».

В проводе ток (I ампер) является произведением плотности свободных электронов (ρ кулонов/метр^3), средней скорости электронов (v метров/секунду) — «скорости электронов», о которой вы спрашиваете — и площади поперечного сечения провода (A метров^2). Если вы перемножите эти три члена, то увидите, что I = ρvA измеряется в кулонах/секунду или амперах.

Таким образом, если вы «ускоряете электроны», увеличивается ток как таковой, а не (бессмысленная) «скорость электрического тока».

Итак, как можно «ускорить электроны»?

Если предположить, что провод изготовлен из обычного металла, то закон Ома имеет место, тогда скорость электрона пропорциональна приложенному электрическому полю (E вольт/метр): v = kE, поэтому k измеряется в метрах^2/вольт-секундах.

Итак, вы ускоряете электроны, увеличивая напряженность электрического поля внутри провода. Как вы это делаете?

Тогда ток равен I ампер = ρ кулонов/метр^3 * k метров^2/вольт-секунду * E вольт/метр * A метр^2 = ρkEA ампер.

Если длина провода L метров, а напряжение на его концах составляет V вольт, то E = V/L вольт/метр, поэтому мы можем записать I = ρкА/L * V ампер.

Итак, вы увеличиваете электрическое поле в проводе, увеличивая сквозное напряжение на нем. Это то самое сквозное напряжение, которое ускоряет электроны.

Тогда величина ρkA/L измеряется в амперах/вольтах или 1/Ом: это величина, обратная сопротивлению провода в омах, т.е. I = V/R, закон Ома.

Хотя и возникает соблазн сказать, что это «вывод закона Ома», на самом деле это не так, потому что, когда мы написали v = kE выше, мы на самом деле — как мы сказали там — предполагали, что материал провода подчиняется закону Ома. Поэтому v = kE можно назвать более фундаментальным утверждением закона Ома, чем I = V/R.

Также обратите внимание, что для соответствия вашему языку я был небрежен в различии между скоростью — скалярной величиной — и скоростью — векторной величиной, величина которой — скорость. Скорость электронов в металле определяется почти полностью его температурой. Поскольку это движение происходит в случайных направлениях, средняя скорость электронов очень близка к нулю. Наложение сквозного напряжения, т. е. создание электрического поля в проводе, придает электронам небольшую среднюю скорость в направлении наложенного напряжения — или фактически против него, поскольку электроны имеют отрицательный заряд.

24 просмотра 

Ответ запрошен

Александр Есенков

Голосовать за

Дитер Эрнст

 · Следовать

Изучал электротехнику в Швейцарской высшей технической школе Цюриха ( окончил в 1981 г. ) 29 января.

Скорость электронов в кабелях имеет мало общего со скоростью электрического тока или, точнее, со скоростью передачи электроэнергии.

Скорость потока электрической энергии определяется параметрами кабеля и весьма близка к скорости света, тогда как скорость дрейфа электронов очень мала (где-то единицы см/с).

При обычном переменном токе частотой 50 Гц или 60 Гц электроны даже не покидают переключатель, в то время как поток энергии движется со скоростью, напоминающей скорость света...

Получите доступ к этому ответу и поддержите автора как подписчик Quora+

Доступ ко всем ответам зарезервирован Дитер Эрнст

для подписчиков Quora+

Получите доступ к эксклюзивным ответам от тысяч участников-авторов на Quora+

Просматривайте контент без рекламы и поддерживайте создателей

Начать бесплатную пробную версию

Узнать больше

30 просмотров 

Ответ запрошен

Александр Есенков

Голосовать за

Дон Ловетт

 · Следовать

Президент ( 1996 – настоящее время ) 

·

28 янв.

Может быть. Если размер проводника остается прежним, а величина тока увеличивается, это означает увеличение скорости свободных электронов. При прочих равных условиях это происходит из-за приложения более высокого напряжения.

Того же результата можно добиться, просто уменьшив диаметр проводника. В поперечном сечении будет меньше свободных электронов, поэтому им придется двигаться быстрее, чтобы достичь того же общего тока.

Голосовать за

1

Поумнеть

 · Следовать

Степень магистра электротехники и электросвязи (телевещание) , Калифорнийский государственный университет, Лос-Анджелес ( выпуск 1999 г. ) 

·

28 янв.

и да, и нет. Если вы увеличите температуру медной проволоки или любого другого проводника с положительным температурным коэффициентом, это увеличит среднеквадратичную скорость электронов, но уменьшит ток. Если вы увеличите скорость дрейфа, оставив все остальное неизменным, вы увеличите ток. У тока нет скорости; это мера потока, проходящего через определенную точку в столбцах/сек. То есть, если у вас есть 1 А и тонкий провод, у вас будет высокая скорость дрейфа. Если у вас есть 1 А и большой диаметр провода, у вас будет более медленная скорость дрейфа.

Голосовать за

Юсуф Хан

 · Следовать

Черные дыры — это просто массовые дыры 

·

28 янв.

Да, электрический ток увеличится. Способ, которым можно ускорить электроны, — это уменьшить сопротивление в проводах до нуля, т. е. сверхпроводимость.

Голосовать за

Ответы, требующие улучшения

Мохан Раджаратнам

 · Следовать

Бывший старший генеральный директор Bharath Electronics Limited ( 1993 – 2022 ) 

·

29 янв.

Это возможно при условии, что электроны текут со скоростью, превышающей реостатную скорость света.

Как увеличить скорость электронов в транзисторе?

Отвечать

Следовать

·

1

Запрос

Ответы (2)

Сортировать

рекомендуемые

Джон Маккалоу

 · Следовать

Частный пилот, любитель электроники 

·

23 мая

В цепи постоянного тока более высокая скорость дрейфа электронов вызвана более высоким электрическим полем (более высоким напряжением). Это важно для подвижности электронов и конструкции полупроводников.

Голосовать за

Ваш отзыв является конфиденциальным

Оказался ли этот ответ полезным на ваш вопрос?

Да

Нет

Кип Ингрэм

 · Следовать

Доктор философии в области электротехники , Техасский университет в Школе инженерии Остина Кокрелла ( выпуск 1992 г. ), 23 мая

На самом деле, нет. Вам нужно управлять транзистором в пределах его допустимых диапазонов напряжения, и вы «получаете то, что получаете». Невыгодно думать в терминах буквальной скорости электронов — вас на самом деле интересует скорость переключения (цифровая) и частотная характеристика (аналоговая). Чтобы улучшить скорость переключения, вы хотите минимизировать количество заряда, которое вам нужно переместить, чтобы переключить состояние транзистора. Существуют конфигурации схем, которые помогают вам в этом — в некоторой степени это то, что представляет собой эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ). Существуют конфигурации схем, которые «увеличивают» некоторые значения паразитной емкости устройства (см. «Емкость Миллера»).

В любом случае, вам нужно подойти к этому с точки зрения схем , а не с точки зрения физики устройств, если только вы на самом деле не проектируете транзистор. В этом случае есть хорошие книги по физике полупроводников — найдите одну и погрузитесь в нее.

Берегите себя и будьте здоровы!

Кип

____________________

Если вам понравились мои ответы, пожалуйста, рассмотрите возможность поддержать мою работу в Kip Ingram's Space .

Как увеличить скорость электронов в металлах, электрических проводах, микросхемах и линиях связи?

Отвечать

Следовать

·

1

Запрос

Ответы (4)

Сортировать

рекомендуемые

Марк Кимбалл

 · Следовать

Изучал электротехнику и физику твердого тела ( окончил в 1974 году ) 

·

11 мес.

Скорость распространения сигналов в металлах не определяется скоростью электронов в проводнике, поэтому ваш вопрос неактуален... если это то, что вам нужно. Но если вас интересует проблема в целом, читайте дальше.

Единственный способ увеличить среднюю скорость электронов, текущих в проводнике, это, как уже упоминалось, увеличить ток. Однако существует проблема, связанная с высокой плотностью тока в металлических линиях микросхем. Она называется электромиграцией. Это была большая проблема в начале революции ИС, поскольку она не была хорошо понята. На микроскопическом уровне… (более)

Голосовать за

Мэтью Мэй

 · Следовать

Писатель ( 2020 – настоящее время ) 

·

1 год

Первоначальный ответ: Как увеличить скорость электронов в микросхемах?

Есть несколько способов увеличить скорость электронов в микросхемах:

1. Уменьшите сопротивление - Самый большой фактор, ограничивающий скорость электронов, - это сопротивление из-за столкновений с атомами в материале. Использование проводящего материала с более низким сопротивлением, например меди вместо алюминия, позволит электронам двигаться быстрее с меньшим количеством столкновений.

2. Уменьшите толщину провода. Более тонкие провода имеют меньшую толщину.… (более)

Голосовать за

Поумнеть

 · Следовать

Степень магистра электротехники и электросвязи (телевещание) , Калифорнийский государственный университет, Лос-Анджелес ( выпуск 1999 г. ) 

·

2 янв.

Первоначальный ответ: Как увеличить скорость движения электронов в металлах, по электрическим проводам, линиям связи, в микросхемах?

Понижение температуры делает их сверхпроводниками или, по крайней мере, в этом направлении. Однако ниже температуры LN2 (80К) все усложняется, и область линеаризации исчезает. Видите ли, при более высоких температурах выборы слишком сильно флуктуируют и останавливают перемещение электронов. При более низких температурах уровень Ферми падает, и электроны не могут перейти из основного состояния в валентную зону.

Голосовать за

Майкл Паглиа

 · Следовать

Изучал электротехнику в Технологическом институте Нью-Джерси. 

·

2 янв.

Первоначальный ответ: Как увеличить скорость движения электронов в металлах, по электрическим проводам, линиям связи, в микросхемах?

Ты не

Заряд движется почти мгновенно.

Электроны движутся медленно

Вы можете увеличить частоту, но не скорость.

Будет ли работать быстрее электронная техника если удасться ускорить скорость движения электричества, электрического тока, электронов в микросхемах, в электрических проводах, кабелях, в металлах?

Будет ли электронное оборудование работать быстрее, если нам удастся увеличить скорость движения электричества, электрического тока, электронов в микросхемах, электрических проводах, кабелях и металлах?

Отвечать

Следовать

·

2

Запрос

1

Добавить комментарий

Горан Савич

 · 6 ч.

Посмотрите на подвижность электронов и тому подобное — вот почему схемы на основе GaAs намного быстрее, чем схемы на основе кремния.

Отвечать

Посмотрите, кого вы запросили

Ответы (4)

Сортировать

рекомендуемые

Дражен Зорич

 · Следовать

Живет в Корке, Ирландия. 

·

12 ч.

Когда мы говорим о «скорости электричества», мы имеем в виду две области:

ИС - интегральная схема

Взаимосвязь

Межсоединения — это кабели, которые соединяют устройство с ЦП (ИС выше). Здесь проблема связана не с тем, как быстро электричество распространяется по проводам, а с индуктивностью, емкостью, перекрестными помехами и т. д. Например, PCIe-5 сегодня широко используется и достигает чистой скорости передачи данных 32 ГТ/с. PCIe-6, достигающий 64 ГТ/с, находится в стадии тестирования.

То же самое с памятью, DDR5, которая достигает скорости 8 Гбит/с на бит, например, DDR5 8400.

Проблемы здесь с высокими скоростями — это буферы для передачи тока по проводам. Они должны быть способны бороться с индуктивностью проводов… (более)

Голосовать за2

Чад Кортни

 · Следовать

Магистр в области электротехники, вычислительной техники и математики , Университет Пердью ( выпуск 1996 г. ) 

·

13 ч.

Ну, в теории, но тогда вы нарушаете законы физики.

То, что мы делаем, чтобы «заставить вещи работать быстрее», заключается в уменьшении количества заряда, необходимого для переключения состояний в ИС (переключение состояний диктует скорость), мы также уменьшаем расстояние, пройденное между компонентами (это уменьшает задержку в системе). Это не изменение скорости движения электричества через материалы, которая в основном фиксирована. Таким образом, мы манипулируем вещами, которыми мы можем манипулировать на основе физики, а не вещами, которыми мы не можем манипулировать, делая это с физикой.

Голосовать за

Роберт Аткинсон-младший.

 · Следовать

Изучал электротехнику (BSEE) в Университете Лоуэлла ( окончил в 1984 году ) 

·

12 ч.

Вы не поняли, не так ли? Вы уже задавали этот вопрос, и ответ тот же, что и всегда. Единственный способ сделать электронные схемы быстрее — сделать их меньше, чтобы расстояние между устройствами было короче, поскольку скорость распространения сигнала ограничена скоростью света! Поскольку ничто не может превзойти скорость света, единственный способ ускорить работу любой схемы — сократить расстояние, которое должны пройти сигналы. Вот почему транзисторы заменили электронные лампы, а интегральные схемы заменили дискретные устройства, и почему марш по созданию все более мелких устройств… (более)

Голосовать за

Научное пространство · Следовать

Ответил Христи Зеркеров

5 ч назад

Короткий ответ — нет. Производительность не улучшится.

Длинный ответ. Вот почему:

электрон как контейнер имеет свой собственный спектр стабильности. Как и все остальное в природе, мы можем рассматривать его как систему с входами и выходами. Представьте себе электрон как газовый баллон. Вы закачиваете в него больше газа, давление растет. В какой-то момент ведро станет слишком тесным, чтобы удерживать что-либо еще, и оно выпустит часть этого газа. В случае перезарядки электронов они испускают частицы, такие как фотоны, в разных энергетических состояниях, в зависимости от окружающих их обстоятельств.

Имея это в виду, каждое взаимодействие электронов с чем-либо либо приносит им некоторую энергию, либо стоит им ее. Причина этого коренится в природе — вещи любят быть скучными. Для каждой частицы существует состояние, в котором она наиболее стабильна, насколько это возможно, в зависимости от системы, частью которой она является.

Вот в чем большая проблема: чтобы увеличить скорость, с которой движутся электроны, нам нужно создать среду, в которой такая скорость возможна. Согласно стандартной модели и тому, как, очевидно, функционирует наша вселенная, мы не можем этого сделать. Даже если мы рассмотрим накачку электронов в более высокое энергетическое состояние, что сделает их поведение более хаотичным, даже если мы используем материалы, которые не будут препятствовать их перемещению, мы, по крайней мере, встретим среду, в которой все должно быть медленнее — логические элементы. Для того чтобы наша схема генерировала стабильное пригодное для использования состояние истинно/ложно или 1/0, да/нет, нам нужно сбросить электроны в какой-нибудь полупроводник, и это занимает время, поскольку полупроводники являются контролируемой средой. Для того чтобы обеспечить качество работы, у нас есть довольно толстые рамки допуска относительно того, что считается 1, а что 0, в зависимости от нескольких факторов, охватываемых теорией сигнализации.

Поэтому, если мы не изменим нашу нынешнюю технологию и не начнем использовать какие-то воображаемые материалы, которые не будут препятствовать движению электронов так сильно, как медь, серебро и алюминий, мы не увидим никакого чистого преимущества в плане производительности, поскольку электроны будут просто двигаться немного быстрее.

64 просмотра 

Представление принято

Абдель Фудадин

Голосовать за

Ответы, требующие улучшения

ДеревоN6TR

 · Следовать

Бывший инженер по качеству в компании Intel ( 1996 – 2019 ) 

·

14 ч.

Да.

Голосовать за

Стивен Паркин

 · Следовать

Бывший инженер по распределению электроэнергии, ввод в эксплуатацию высоковольтных и сверхвысоковольтных линий ( 1979 – 2018 ) 

·

13 ч.

Да, это достигается за счет уменьшения емкости и индуктивности цепи, а также за счет максимально короткого пути прохождения сигнала.

Голосовать за

Дитер Эрнст

 · Следовать

Изучал электротехнику в Швейцарской высшей технической школе Цюриха ( окончил в 1981 году ). 

·

13 ч.

Нет, вы увеличите потери мощности.

Как ускорить движение электричества, электрического тока и электронов в нанотранзисторах, наночипах, наномикрочипах, наномикросхемах, кабелях, проводах и металлах?

Отвечать

Следовать

·

1

Запрос

Александр Есенков

, хотите получить ответ на этот вопрос?

Запросы помогут вам получить ответы на ваши вопросы.

Запросить ответ

Посмотрите, кого вы запросили

Ответы (6)

Сортировать

рекомендуемые

Дипанджона Маллик

 · Следовать

Консультант в SoftUsVista ( 2024 – настоящее время ) 

·

27 июля

Привет,

Чтобы ускорить движение электричества, электрического тока и электронов в наноустройствах и материалах, рассмотрите следующие стратегии:

1. Уменьшение сопротивления: минимизация примесей, дефектов и шероховатости поверхности материалов.

2. Увеличить легирование: ввести примеси для повышения проводимости в полупроводниках.

3. Оптимизируйте геометрию: проектируйте наноструктуры с меньшей длиной, более широким поперечным сечением и более гладкими интерфейсами.

4. Применяйте диэлектрики с высокой диэлектрической проницаемостью: используйте материалы с высокой диэлектрической проницаемостью для уменьшения емкости.

5. Охлаждение: более низкие температуры могут увеличить подвижность электронов и уменьшить r… (более)

Проголосовать за1

Ваш отзыв является конфиденциальным

Оказался ли этот ответ полезным на ваш вопрос?

Да

Нет

Стивен Паркин

 · Следовать

Бывший инженер по распределению электроэнергии, ввод в эксплуатацию высоковольтных и сверхвысоковольтных линий ( 1979 – 2018 ) 

·

27 июля

Очевидно, что согласно современным законам физики пределом является скорость света.

Однако ряд факторов замедляют этот процесс. Возьмем для примера простое соединение. Чтобы увеличить скорость, нужно уменьшить длину пути, уменьшить его последовательную индуктивность и уменьшить параллельную емкость.

При переходе на полупроводники основным решением является уменьшение размеров и оптимизация материалов и структур для обеспечения быстрого переключения.

Все это в контексте вопроса относится к сфере компетенции разработчиков микросхем и физиков.

Проголосовать за1

Ваш отзыв является конфиденциальным

Оказался ли этот ответ полезным на ваш вопрос?

Да

Нет

Ричард Джеймс Нельсон

 · Следовать

Бывший (в отставке) старший технический писатель в AMF. в AEMF Foundation ( 1999 – 2007 ) 

·

27 июля

Основным способом ускорения времени отклика в электрической цепи является уменьшение емкости всех типов: паразитной, паразитной, нагрузочной, внутреннего электрода и т. д. Вы не можете напрямую контролировать скорость того, что вы перечисляете.

Проголосовать за3

Ваш отзыв является конфиденциальным

Оказался ли этот ответ полезным на ваш вопрос?

Да

Нет

Деннис Джой

 · Следовать

Бывший пенсионер-электрик 

·

26 июля

Вы уже спрашивали об этом. Вы не можете этого сделать.

Проголосовать за1

Ваш отзыв является конфиденциальным

Оказался ли этот ответ полезным на ваш вопрос?

Да

Нет

Джон Хили

 · Следовать

Бывший мастер по обслуживанию в Johnson Controls, Inc. ( 1987 – 2011 ) 2 ч.

Это отличный вопрос, я думал о сверхпроводниках, и самое важное открытие, которое я сделал, заключается в том, что чем больше нейтронов у элемента, тем сильнее он будет тянуть ток. Использование сверхчистых проводников очень важно, это как ехать по шоссе, и на дороге огромный валун, преграждающий вашу полосу, поэтому вы должны сбавить скорость или остановиться, чтобы попытаться объехать валун, из-за чего движение транспорта затормаживается. Вот что вызывают примеси, когда они находятся на пути потока проводника, они замедляют поток движения или напряжение. Когда напряжение замедляется примесью, это заставляет ток течь к ограничению и выделять энергию в виде тепла, а это нехорошо. Поэтому сверхчистый проводник с высоким количеством нейтронов — один из способов увеличить поток. Но по моему опыту, самая сложная вещь — это заземление. В низковольтных приложениях с использованием переменного/постоянного тока это имеет первостепенное значение. Мой брат владел бизнесом по ремонту компьютеров на Манхэттене, и заземление было его самой большой проблемой. Наличие специальной системы заземления для вашего оборудования помогло бы, то есть системы, в которой нет ничего, кроме низковольтного оборудования. На заземлениях зданий есть несколько напряжений, и если у них есть проблемы или блуждающие токи, это повлияет на ваше оборудование, вызывая возможные перегрузки. Одна вещь, которая увеличит скорость, это увеличение напряжения. Увеличение напряжения уменьшит потребление тока, над чем стоит поразмыслить. Ну, на сегодня хватит. Позже

11 просмотров 

Ответ запрошен

Александр Есенков

Проголосовать за

Ваш отзыв является конфиденциальным

Оказался ли этот ответ полезным на ваш вопрос?

Да

Нет

Шахид Ансари

 · Следовать

Живет в Лондоне ( 1990 – настоящее время ) 

·

18 м

«Лежачие полицейские» или помехи движению электричества известны как сопротивление. Поэтому, чтобы сделать все, что вы перечислили в своем вопросе, все, что вам нужно сделать, это снизить сопротивление.

Наименьшее сопротивление получается, если проводники являются СУПЕРпроводниками, которые представляют собой сплавы ниобия или керамику на основе оксида меди. Но они потребуют охлаждения жидкими газами (то есть ОЧЕНЬ холодные условия).

Следующим лучшим вариантом является использование серебряных проводников, то есть проводов и разъемов, изготовленных из серебра.