| +22 голоса |
|
Электронные фильтры необходимы для внутренней работы наших телефонов и других беспроводных устройств. Они устраняют или усиливают определенные входные сигналы для достижения желаемых выходных сигналов. Они необходимы, но занимают место на микросхемах, которые исследователи постоянно стремятся уменьшить. Новое исследование демонстрирует успешную интеграцию отдельных элементов, составляющих электронные фильтры, в единый компонент, что значительно сокращает объем пространства, занимаемого устройством.
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне отказались от традиционной двумерной схемы с сосредоточенными или распределенными фильтрами на кристалле, состоящей из отдельных катушек индуктивности и конденсаторов, ради единой компактной трехмерной рулонной мембраны, которая содержит оба независимо разработанных элемента.
Результаты исследования, проведенного профессором электротехники и компьютерной инженерии Сюлин Ли (Xiuling Li), опубликованы в журнале Advanced Functional Materials. «С успехом, достигнутым нашей командой в производстве рулонных катушек индуктивности и конденсаторов, имеет смысл воспользоваться самосборкой из 2D в 3D в этом процессе производства, чтобы интегрировать эти различные компоненты в единое рулонное и компактное устройство», - сказал Ли.
В лаборатории команда использует специальный процесс травления и литографии, чтобы нанести 2D-схему на очень тонкие мембраны. В схеме они соединяют конденсаторы и катушки индуктивности вместе и с заземляющими или сигнальными линиями в одной плоскости. По словам исследователей, многослойную мембрану можно свернуть в тонкую трубку и поместить на чип.
«Шаблоны или маски, которые мы используем для формирования схем на двухмерных мембранных слоях, могут быть настроены для достижения любых видов электрических взаимодействий, которые нам нужны для конкретного устройства, - сказал аспирант и соавтор Марк Краман (Mark Kraman). - Экспериментировать с различными конструкциями фильтров с помощью этого метода относительно просто, потому что нам нужно изменить структуру маски только тогда, когда мы хотим внести изменения».
Исследователи заявили, что группа проверила характеристики свернутых компонентов и обнаружила, что при нынешней конструкции фильтры подходят для приложений в диапазоне частот 1-10 гигагерц. Хотя эти конструкции предназначены для использования в системах радиочастотной связи, группа ученых полагает, что другие частоты, в том числе в мегагерцовом диапазоне, также возможны на основе их способности создавать индукторы большой мощности в прошлых исследованиях.
«Мы работали с несколькими простыми конструкциями фильтров, но теоретически можем создать любую комбинацию сетей фильтров, используя те же этапы процесса, - сказал аспирант и ведущий автор Майк Янг (Mike Yang) . - Мы взяли то, что уже было, чтобы предоставить новую, более простую платформу для объединения этих компонентов вместе».
«Наш способ монолитной интеграции катушек индуктивности и конденсаторов может вывести интеграцию пассивных электронных схем на совершенно новый уровень, - сказал Ли. - Практически нет предела сложности или конфигурации схем, которые могут быть выполнены таким образом, все с одним набором масок».
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| +22 голоса |
|
