Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Tranzystory o ultraniskim poborze mocy pracują lata nawet bez baterii

ghost666 28 Paź 2016 12:36 3132 2
  • Tranzystory o ultraniskim poborze mocy pracują lata nawet bez baterii
    Naukowcy z University of Cambridge zaprojektowali nowy rodzaj tranzystora, który do zasilania wykorzystuje energię zebraną ze swojego otoczenia. Elementy takie mogłyby posłużyć do konstrukcji urządzeń, które działałyby bez żadnego zewnętrznego zasilania przez miesiące lub nawet lata. Jest to idealna technika do aplikacji w implantach medycznych czy systemach elektroniki noszonej.

    "Jeśli chcielibyśmy zasilić taki tranzystor ze zwykłej baterii typu paluszek AA, to wystarczyłoby jej na miliardy lat" podsumowuje Sungsik Lee

    Opisywany, nowy rodzaj tranzystora, może doskonale sprawdzić się w szeregu aplikacji, gdzie niskie zużycie energii elektrycznej jest krytyczne, na przykład w implantach. Układy oparte o tego typu elementy mogłyby pobierać energię z otoczenia, do swojego zasilania, co pozwoliłoby im funkcjonować przez miesiące lub lata bez żadnego zasilania w postaci np. baterii.

    Tranzystory te działają trochę podobnie do komputera w stanie uśpienia. Wykorzystują one niewielki upływ prądu, tak zwany stan "niemalże wyłączenia" do swojej pracy. Ten upływ podobny jest do wody kapiącej z nieszczelnego kranu. Zjawisko to znane jest od dawna, ale dopiero teraz udało się wykorzystać w funkcjonalny sposób upływającą energię.

    Rezultaty badań nad nowym tranzystorem opisane zostały przez zespół z Cambridge w renomowanym czasopiśmie naukowym Science. Odkrycie to pozwala na myśleniu o nowych zastosowaniach w systemach Internetu Rzeczy i innych systemach np. czujników podłączonych do Internetu. Zalety nowych elementów nie kończą się na niskim poborze prądu. Elementy te można wytwarzać, wykorzystując do tego druk w niskiej temperaturze. Dzięki temu można nanosić je na dowolne podłoża: szkło, plastik, poliester czy papier.

    Nowy tranzystor skonstruowany został w nietypowej geometrii, która pozwala na wykorzystanie niepożądanej zazwyczaj cechy - bariery Schottky'ego na styku metal-półprzewodnik - do działania. "Zmieniamy sposób w jaki postrzega się to, jak działać powinien tranzystor" mówi profesor Arokia Nathan z Cambridge, jeden z autorów wynalazku. "Odkryliśmy, że te bariery Schottky'ego, których większość projektantów urządzeń półprzewodnikowych, charakteryzują się parametrami, które sprawiają, ze idealnie nadają się one do realizacji układów o ultraniskim poborze prądu, takich jak elektronika noszona czy implantowane monitory parametrów organizmu" opisuje element profesor Nathan.

    Nowo opracowany projekt rozwiązuje też inne kwestie związane z problemem tworzenia tranzystorów o bardzo niskim poborze mocy - możliwość ich produkcji w małym wymiarze. Wraz z zmniejszaniem wymiarów tranzystora jego elektrody coraz bardziej wpływają na siebie wzajemnie, przez co zakresy napięć się rozszerzają i finalnie - dla pewnego krytycznego wymiaru - układ przestaje działać tak, jak powinien. Dzięki zaprojektowaniu tranzystora z odpowiednimi barierami Schottky'ego elektrody działają niezależnie i można z powodzeniem miniaturyzować taki tranzystor, nawet do bardzo małych rozmiarów.





    Projekt naukowców z Cambridge ma także inne zalety takie jak wysokie wzmocnienie układu. Napięcie pracy tranzystora wynosi mniej niż jeden wolt, a pobierany przezeń prąd - jedną miliardową wata. Tak niski pobór mocy jest imponujący - dzięki niemu tranzystory te odnaleźć mogą swoje zastosowanie w aplikacjach, w których pobór mocy jest o wiele ważniejszy niż np. prędkość działania. Badacze jako jedno z przykładowych zastosowań wymieniają urządzenia Internetu Rzeczy - duża część z nich nie wymaga szybkich układów do pracy, a z uwagi na zasilanie z baterii niski pobór mocy jest krytyczny.

    Doktor Sungsik Lee wyraźnie zaznacza jak niski jest pobór prądu opracowanego przez zespół z Cambridge tranzystora. "Wykorzystanie barier Schottky'ego pozwoliło nam oddzielić od siebie elektrody, co z kolei umożliwiło osiągnięcie bardzo dużego wzmocnienia tranzystora, nawet w momencie gdy jest on niemalże wyłączony" podsumowuje dr Lee.

    Tranzystory o ultraniskim poborze mocy pracują lata nawet bez baterii


    Jak mówi prof. Nathan, "Projekt ten wprowadzi nową jakość w systemach o niskim poborze mocy, takich jak interfejsy czujników czy przetwarzanie informacji w układach elektroniki noszonej i biomedycznej - wszystkie te pola są niezwykle ważne dla Internetu Rzeczy".

    "To genialny projekt nowego tranzystora" mówi profesor Gehan Amaratunga z Cambridge. "Tak niski pobór mocy jest kluczowym aspektem dla powstania całej gamy nowych aplikacji i urządzeń, gdzie istotniejsza jest sama funkcja urządzenia, a nie jego prędkość. W takich aplikacjach, dzięki nowemu tranzystorowi, możliwe będzie zastosowanie zupełnie nowych, autonomicznych systemów, które nie będą wymagać zasilania. Dodatkowo, aby zwiększyć czas pracy tranzystora na własnym zasilaniu, możliwe jest uzupełnienie tych urządzeń o układy zbierające energię ze środowiska, co sprawi, że nowoczesne urządzenia będą jak np. samożywne bakterie w biologii - zupełnie autonomiczne energetycznie" podsumowuje prof. Amaratunga.

    Źródło: http://www.cam.ac.uk/research/news/engineers-design-ultralow-power-transistors-that-could-function-for-years-without-a-battery

  • #2 29 Paź 2016 16:26
    hobbyelektronik
    Poziom 27  

    Zastanawiam się kiedy obietnice przedstawione w tym poście się spełnią, dlaczego moderator wrzucił mój post do kosza?
    Osobiście od 50ciu-lat co najmniej śledzę tego typu rewelacje z których nic nie wynika.
    Nie tak dawno głośno było o rewelacyjnych efektach zimnej fuzji i co?
    Dla przypomnienia wykasowany mój post:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?t=3265628&highlight=

  • #3 29 Paź 2016 18:00
    11111olo
    Poziom 43  

    Poruszam tam ciekawy i kontrowersyjny temat który jest nie związany z wątkiem, no chyba że coś niby zrobili :)

  Szukaj w 5mln produktów