Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Circuiti integrati a potenza ultra bassa

I transistor semiconduttori a ossido di metallo a effetto di campo (MOSFET) con tensione di soglia sia alta che bassa combinati con diodi in polarizzazione inversa formano una nuova famiglia di circuiti integrati. Questi circuiti brevettati consumano delle quantità minime di energia. Tale concetto ha in particolare allo sviluppo di un nuovo circuito integrato SRAM (Static Random Access Memory) che dimostra una riduzione della dissipazione statica della potenza di un fattore record pari a 50, senza alcuna penalizzazione della velocità, se confrontato con le realizzazioni tradizionali.

Economia digitale

Un transistor a effetto di campo è un dispositivo unipolare a semiconduttori attraverso il quale la corrente viene trasportata solamente da portatori di minoranza, . La corrente passa attraverso un canale limitato, dal terminale source (sorgente) al drain (pozzo). La tensione applicata al gate (porta) controlla la carica nel canale e di conseguenza la conducibilità del transistor. Nel corso del progetto ATHIS è stato dimostrato che è possibile costruire circuiti a potenza ultra bassa con MOSFET multisoglia e con diodi in polarizzazione inversa a potenza ultra bassa. I diodi a potenza ultra bassa (ULP, ultra low power) sono costituiti da due MOSFET complementari in modo tale che la corrente inversa del diodo è ridotta di 3 o 4 ordini di grandezza se paragonati ai componenti standard. Ciò che è più interessante dal punto di vista scientifico e industriale nei nuovi componenti ULP, è la regione a dispersione ultrabassa e la caratteristica di impedenza negativa in modalità inversa. Il progetto ATHIS ha sviluppato questi circuiti a potenza ultrabassa polarizzando i transistor complementari n-MOS e p-MOS con funzionamento statico con una tensione da gate a source inferiore a zero. In questo modo, la corrente di dispersione è stata ridotta di alcuni ordini di grandezza, offrendo una dissipazione di potenza statica molto inferiore. In base al principio dei diodi a potenza ultra bassa, sono stati sviluppati e testati in ATHIS per via sperimentale anche una cellula di memoria e un duplicatore di tensione. È necessario notare in particolare la loro capacità di funzionare bene ad alte temperature (ovvero fino a 200 – 300 °C). Questi circuiti innovativi sono già stati brevettati e si prevede che verranno applicati subito e in modo esteso nei circuiti analogici e digitali, in particolare per prodotti portatili e destinati all'uso in condizioni estreme. Sono in corso ulteriori step di sviluppo che interessano identificatori a radio frequenza RFID e interfacce sensori, per applicazioni in campo biomedicale.

Scopri altri articoli nello stesso settore di applicazione