Onderzoek naar transistors op erg lage spanning

Onderzoekers van het Leuvense onderzoekscentrum IMEC willen transistors die op minder dan 0,2 volt werken, iets wat tot nu toe onmogelijk wordt geacht.

In de elektronica is er een verschijnsel dat de spanningsdrempel heet. Dat is de spanning waarbij een transistor niet langer de stroom tegenhoudt, maar die doorlaat. Tot nu toe wordt 0,7 volt als drempelwaarde gehanteerd. Modernere transistors kunnen al tot 0,5 volt gaan.

Minder stroom moeilijk
Het is een moeilijke klus om transistors te maken die met minder spanning werken dan de spanningsdrempel. De spanning beïnvloedt de frequentie die een transistor mogelijk maakt. Als de spanning lager is, worden hoge frequenties onmogelijk. Daardoor zijn lagespanningstransistors niet voor elke toepassing nuttig.

[related_article id=”152275″]

Toch zijn er goede redenen om onder de drempelspanning te duiken. Energiebesparing bijvoorbeeld. Hoe minder stroom er door de transistors moet vloeien, hoe zuiniger een apparaat omspringt met energie.

Het IMEC maakt proefopstellingen met chips die met 0,2 tot 0,3 volt werken. Daarvoor bestuderen ze gedragingen die transistors vertonen als ze minder stroom krijgen dan de drempelwaarde. Dat meldt technologiewebsite EE Times.

Batterijban
Het doel van de transistors op weinig stroom is om sensoren in het menselijk lichaam efficiënter te maken. Uiteindelijk zouden de toestelletjes dan moeten werken op de stroom die geoogst wordt uit het menselijk lichaam, met een maximum van honderd microwatt (0,0001 watt).

Bert Gyselinckx, hoofd van de Nederlandse IMEC-afdeling die gespecialiseerd is in biomedische toepassingen, denkt dat het nog niet meteen mogelijk is om elektronica te maken die met geoogste energie werkt. Momenteel is het volgens hem al zeer moeilijk een sensor, microcontroller en zender te maken die onder de tien milliwatt blijven (0,01 watt).

Daarom blijven we nog een tijdje aangewezen op batterijen.