Uusia eväitä puettavan elektroniikan suunnitteluun19.08.2020 Perinteisen kenttävaikutustransistorin ja lähdeportitetun transistorin kaaviokuvat. Kansainväliset tutkijat ovat osoittaneet uraauurtavan piirisuunnittelutekniikan, joka voisi muuttaa puettavan tekniikan valmistusprosesseja. Piielektroniikka on aggressiivisesti tullut yhä pienemmäksi ja tehokkaammaksi lyhyessä ajassa. Suuren alueen elektroniikka, kuten näyttöruudut, ei kuitenkaan ole nähnyt samanlaista edistystä, koska ne luottavat ohutkalvotransistoriin (TFT), jolla on vakavia rajoituksia. IEEE Sensors Journalin julkaisemassa tutkimuksessa Surreyn yliopiston, Cambridgen yliopiston ja Rooman kansallisen tutkimusinstituutin tutkijat ovat osoittaneet uraauurtavan piirisuunnittelun käytön, jossa hyödynnetään lähde-portitettua transistoria (source-gated transistor, SGT) kompaktien piirilohkojen luomiseksi. Tutkimuksessa tieteilijät osoittivat pystyvänsä saavuttamaan saman toiminnallisuuden kahdesta SGT:stä kuin normaalisti nykypäivän laitteissa, jotka käyttävät noin 12 TFT:tä. Lisäksi ne parantavat suorituskykyä, vähentävät jätteitä ja tekevät uudesta prosessista paljon kustannustehokkaampaa. Tutkijaryhmä uskoo, että uusi valmistusprosessi voi johtaa erittäin kevyen, joustavan elektroniikan sukupolveen puettavaa elektroniikkaa ja antureita varten. ”Suunnittelumme tarjoaa paljon yksinkertaisemman kokoamisprosessin kuin tavalliset ohutkalvotransistorit. Lähdeportilla varustetut transistoripiirit voivat myös olla halvempia valmistaa suuressa mittakaavassa, koska niiden yksinkertaisuus tarkoittaa, että jätteitä on vähemmän hylättyjen komponenttien muodossa. Tämä suurialaisen elektroniikan uudenlainen suunnittelu voi johtaa tulevaisuuden puhelimiin, kuntoilmaisimiin tai älykkäisiin antureihin, jotka ovat energiatehokkaita, ohuempia ja paljon joustavampia kuin mitä nykyään pystymme tuottamaan," toteavat tutkijat. Jo 2000-luvun alkupuolella ideoidut lähdeportitetut (SGT) -transistorit muodostavat uuden luokan transistoreita, joissa virta on kokonaan lähteen ohjaama. Se voi toimia lyhyillä lähteen ja nielun erotuksilla. Siten se soveltuu paremmin lyhyiden kanavien rakenteiden tuottamiseen yksinkertaisilla valmistustekniikoilla huonommankin laatuisilla puolijohteilla. Tässä työssä tutkijat toteuttivat polypiistä yhteislähteisiä vahvistimia, jotka osoittavat 49 dB vahvistusta. Polypiistä ja InGaZnO:sta valmistetuilla virtapeileillä saavutettiin erinomaisen virran kopiointitehokkuuden lisäksi myös kyky ohjata lähtövirran lämpötilariippuvuutta vain valitsemalla suhteellinen transistorin geometria, mikä lisää tämän sovellusalueen suunnittelun insinöörityön joustavuutta. Aiheesta aiemmin: Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.