ترانزیستور بالیستیک (Ballistic Transistor)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور بالیستیک (Ballistic Transistor) :
ترانزیستور بالیستیک (Ballistic Transistor) نوعی ترانزیستور است که در آن طول کانال از میانگین مسیر آزاد (Mean Free Path) الکترون ها کوتاه تر است. در این شرایط، الکترون ها بدون هیچ برخورد پراکندگی (با شبکه یا ناخالصی ها) از سورس به درین حرکت می کنند. این پدیده "رژیم بالیستیک" نام دارد.
در رژیم بالیستیک، مقاومت کانال به حداقل ممکن می رسد و جریان توسط مکانیزم های کوانتومی (مانند رسانش کوانتومی) تعیین می شود. رابطه جریان-ولتاژ دیگر توسط فرمول های کلاسیک MOSFET توصیف نمی شود. به جای آن، جریان اشباع (
\[ I_{D,sat} \]) توسط فرمول زیر تخمین زده می شود که به تعداد مودهای رسانش (
\[ M \]) و سرعت تزریق حامل ها بستگی دارد.
\[ I_{D,sat} = M \cdot \frac{2e^2}{h} \cdot \frac{(qV_G)^2}{2E_F} \quad \text{(تقریبی)} \]برای رسیدن به رژیم بالیستیک، باید کانال های بسیار کوتاه (چند نانومتر) و با تحرک بالا (مواد با پراکندگی کم مانند نانولوله های کربنی، گرافن، یا InAs) استفاده کرد. ترانزیستورهای بالیستیک پتانسیل رسیدن به حداکثر سرعت و حداقل تلفات را دارند.
نمونه های عملی: ترانزیستورهای نانولوله کربنی با طول کانال زیر ۱۰ نانومتر رفتار بالیستیک از خود نشان داده اند. همچنین گرافن در شرایط خاص می تواند رژیم بالیستیک داشته باشد. اما ساخت ترانزیستورهای بالیستیک در مقیاس صنعتی بسیار چالش برانگیز است.
