Čipy IoT by v budúcnosti mohli čerpať energiu z okolitých zdrojov. Tranzistory by boli nahradené NEMS

Zariadenia z oblasti internetu vecí (IoT) už dnes získavajú energiu z okolia prostredníctvom tepla, svetla (bez potreby fotovoltického panela), rádiových vĺn alebo dokonca metabolizmu baktérií. Ibaže to neposkytuje dostatočné napätie na napájanie dnešných tranzistorov. Jedno z riešení je nahradiť tranzistory mikrometrickými mechanickými spínačmi.

Vedci z Kalifornskej univerzity v Berkeley predstavili NEMS – nanoelektromechanický systém, kde na spínanie stačí napätie 50 mikrovoltov, čo je asi 1/15 toho, čo sa používa v dnešných procesoroch.

Takéto relé sú v podstate tenké štvorcové plošiny zavesené na pružinách. Ak sa na platformu aplikuje napätie, plošina je potlačená nadol, čím sa kontaktujú dve súpravy elektród a umožní sa tok elektrického prúdu. Ak sa napätie odstráni, pripojenie sa preruší.

Výskumníci pracujú na relé NEMS už viac ako desať rokov, no iba v poslednom období sa zamerali na veľmi nízke napätie. Zatiaľ čo súčasné NEMS sa spínajú napätím okolo 50 mV, v budúcnosti by nemal byť problém ani na hranici 10 mV. Čip, ktorý by mal namiesto tradičných tranzistorov NEMS, by potreboval také nízke napätie, že by ho pri dlhodobej prevádzke mohol odoberať z okolitých zdrojov energie.

Obvody vyrobené z relé NEMS však majú okrem mimoriadne nízkeho napätia aj iné výhody. Takéto spínanie by malo byť stabilné v širšom rozsahu teplôt ako kremíkové systémy. Navyše by lepšie znášali žiarenie.

Zdroj: spectrum.ieee.org.

Zobrazit Galériu