La technologie IoT est toujours confrontée à de nombreux défis: des chercheurs de l'Université de l'Arkansas et l'Institut royal de technologie de KTH ont conçu un système sans fil pour ces difficultés, dans le cadre des IEEE Electron Device Letters de ce mois-ci. Publié un article décrivant un mélangeur qui peut fonctionner de la température ambiante jusqu'à 500 degrés Celsius, et le mélangeur est un élément important dans n'importe quel système sans fil.C'est le premier à résister. Un tel circuit mélangeur intégré à haute température.
Alan Mantooth, un membre de l'IEEE, professeur d'ingénierie électrique à l'Université de l'Arkansas, expert en électronique extrême-environnementale Dans plusieurs projets, le plus excitant est d'essayer de mettre une voiture-sonde ou autre Certains instruments sont placés sur la surface de Vénus, le temps de travail actuel de l'équipement est enregistré pendant plus de deux heures.La température moyenne de Vénus un jour atteint 467 ° C, mais cette température élevée est le soufre.
Vous n'avez pas besoin de voyager autour du monde pour trouver cet endroit infernal.Au niveau de la Terre, il y a une zone d'intérêt pour Mantutz et ses collègues, comme l'intérieur d'une turbine à gaz naturel. L'intervalle de temps est fermé pour la maintenance - que des composants tels que les aubes de turbine doivent être inspectés ou non - bien que les turbines redondantes puissent être utilisées pour réduire les pertes, les interruptions accidentelles consomment 1 million de dollars d'électricité par jour. Selon le professeur, les fabricants de turbines «recommandent d'avoir des capteurs intégrés pour leur indiquer quand les pièces doivent être remplacées.» De cette façon, les fabricants peuvent éviter les arrêts imprévus des équipements et régler les intervalles de maintenance par des données réelles. Travaillant dans de la vapeur à haute température proche de 1000 oC, et en raison de la proximité des aubes de turbine rotatives à grande vitesse, ils doivent également résister à des forces électromagnétiques d'environ 14 000 Gauss (Gs) d'induction magnétique.
La puce du mélangeur et les composants passifs périphériques sont intégrés dans la carte d'essai, après quoi elle est chauffée à 500 degrés Celsius et testée.
L'équipe de l'Université de l'Arkansas étudie également des capteurs pour les chambres de combustion des moteurs diesel afin de permettre à l'ordinateur de mieux contrôler l'efficacité du moteur diesel et de développer un dispositif électronique pour entraîner le foret au fond du puits. 150 ° C
Dans le contexte de ces applications, le silicium peut ne pas être le substrat semi-conducteur optimal.La bande interdite du silicium est trop étroite pour générer facilement un mouvement d'électrons dans des environnements à haute température, même lorsque cela n'est pas nécessaire. Compte tenu de la large bande interdite et de la meilleure conductivité thermique, l'équipe du Royal Institute of Technology et de l'Université de l'Arkansas a finalement choisi le carbure de silicium. «Le carbure ne manque pas dans les environnements à haute température», a déclaré Mantutz.
Le circuit mélangeur intégré a été conçu par une équipe de professeurs de l'Institut royal de technologie, Ana Rusu, puis emballé par l'équipe du professeur Mantutz de l'Université de l'Arkansas, et finalement retourné à l'équipe du professeur Rusu pour compléter le test. Une conversion vers le bas de 59 MHz à 500 kHz est mise en œuvre pour le traitement ultérieur du signal.