¿Es posible que una computadora use alimentación de CA?

Las computadoras representan todo con bits, y normalmente esto significa que un rango de voltaje para un 0 y otro rango de voltaje para un 1. Si realmente quisiera usar CA para representar de alguna manera directamente los bits, no sería capaz de confiar en el voltaje de la forma habitual, ya que, por definición, el voltaje de CA siempre está cambiando.

Sin embargo, puedes jugar juegos con fase o frecuencia. Considere usar la fase. Podría definir una fase de 'referencia' con algún oscilador, y luego un 0 podría ser AC con una fase que coincida con la referencia, y 1 sería AC que está 180 grados fuera de fase. (o viceversa) Pero de inmediato debería ver el problema incluso con esto: mientras puede saber cuál es el estado de un bit de CC prácticamente al instante, con estos bits de CA hipotéticos, tendrá que esperar una parte significativa de un ciclo Para saber qué tipo de pedacito tenías. Por lo tanto, tendría que ejecutar su fase de referencia a una frecuencia muy alta para obtener un rendimiento incluso mediocre. Si intentara usar diferentes frecuencias para bits, la situación sería tan mala o peor.

Sería interesante intentar implementar un par de compuertas lógicas de esta manera, pero solo como una curiosidad académica.

Las computadoras guardan el estado al guardar el voltaje que algunas entradas (a menudo generadas internamente) se encuentran en el último flanco ascendente. Con el voltaje de CC, en los términos más simples, guardan gnd como una lógica 0 (falsa) y pwr como una lógica 1 (verdadera).

Si ignoramos las complejidades de hacer que los transistores funcionen con una potencia de entrada de CA. cada vez que guardara el estado, tendría que saber qué era pwr en esa instancia. Digamos que lo marca cuando el pwr es -2V, en el siguiente reloj podría ser 4 V, ahora necesita más que un simple comparador para determinar si el -2V estaba a tierra con ruido, o lógica verdadera en ese momento.

Segundo, a la física de los transistores no le gustaría esto. Veo su declaración, no sería posible usar diodos, los transistores son diodos, solo se apuntan entre sí con una habilitación para permitir una corriente de fuga mucho mayor a través.

Hágame saber si hay algo que deba agregar para que tenga más sentido.

Podrías usar AC con un número de fases discretas para representar números. (Eche un vistazo a una modulación CQAM en módems analógicos)

Esto le permitiría usar transformadores para implementar puertas lógicas. (amplificadores magneticos!)

La CA a alta frecuencia no sería eficiente en CMOS por lo que no se escalaría a un número impresionante de puertas. (¿Y qué usarías para una puerta en un semicondicutor?)

pero un principio similar se puede utilizar con la luz. puede usar luz láser y un conjunto discreto de fases para representar números. Es una técnica interesante.

No es tan bueno en la electricidad de CA.

Sí, pero no sería la computadora como sabemos. Ya hay alguna implementación de estos usando relés. Es fácil hacer una lógica digital (Y, O, NO) usando relés de la misma manera que usamos transistores. Al usar los relés no le preocupa el flujo de corriente, sino la presencia o ausencia de la misma. Los bits se representan para el estado de retransmisión: activo o no.

El problema principal es que con los relés casi no hay espacio para la miniaturización, lo que significa que un microprocesador simple de 4 bits ocuparía casi toda una sala.

Aquí hay algunas computadoras académicas, pero totalmente funcionales, alternadas:

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Esta es una computadora de relé de 3 bits de CC, pero fácilmente puedo cambiarla a relés de CA

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Otra computadora de retransmisión DC, con muchos videos

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La lógica de recuperación de energía reversible utiliza energía de CA, pero creo que eso es principalmente teórico en este punto.

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Las técnicas modernas de construcción de semiconductores generalmente requieren que los N transistores estén físicamente por encima de un sustrato que sea al menos tan negativo como (*), los transistores P estén por encima de un "pozo" que sea tan positivo como los transistores y que los pozos para P, los transistores no serán más negativos que el sustrato sobre el que se encuentran los N transistores. Estos requisitos requieren efectivamente un potencial de voltaje de CC entre los pozos del transistor P y el sustrato. Si bien sería posible alimentar todos los circuitos activos con CA, y utilizar un suministro de corriente mínima para desviar los pozos del sustrato y del transistor P, tener un circuito de este tipo puede mantener el estado durante la parte de apagado de un ciclo de CA Requeriría que tuviera capacitores internos cuyo comportamiento fuera predecible. Dado que existen capacitancias parásitas impredecibles entre los transistores y el sustrato / pozos sobre los cuales se asientan, sería difícil obtener un comportamiento confiable.

Existen algunas técnicas interesantes para contadores con alimentación de CA y elementos que utilizan transistores discretos, pero tales enfoques serían incompatibles con las eficiencias de diseño de los chips que comparten el subestado y los pozos entre muchos transistores.

(*) agregado por recordatorio En realidad, uno puede salirse con transistores de aproximadamente 0.7 voltios más allá del voltaje del sustrato.