La tecnología IoT aún enfrenta muchos desafíos. Investigadores de la Universidad de Arkansas y el Instituto Real de Tecnología KTH han diseñado un sistema inalámbrico para estas dificultades. Están en las IEEE Electron Device Letters de este mes. Publicó un documento que describe una mezcladora que puede operar desde temperatura ambiente hasta 500 grados Celsius, y la mezcladora es un componente importante en cualquier sistema inalámbrico. Este es el primero en resistir. Un circuito mezclador integrado de alta temperatura.
Compañero de IEEE, Alan Mantooth, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Arkansas, un experto en electrónica ambiental extrema. En varios proyectos, lo más emocionante es tratar de poner un coche de prueba u otro Algunos instrumentos se colocan en la superficie de Venus. El tiempo de trabajo actual del equipo se registra durante más de dos horas. La temperatura promedio de Venus en un día es tan alta como 467 ° C, pero esta temperatura alta es azufre.
No necesita viajar por el mundo para encontrar este lugar infernal. En la Tierra hay un área de interés para Mantutz y sus colegas, como el interior de un generador de turbina de gas natural. Actualmente, los generadores de turbina están regulados. El intervalo de tiempo se cierra para el mantenimiento, ya sea que haya que inspeccionar componentes como las palas de la turbina o no. Aunque las turbinas redundantes se pueden usar para reducir las pérdidas, el tiempo de inactividad accidental consume $ 1 millón en electricidad por día, Mantuz El profesor dijo que los fabricantes de turbinas recomendaban tener sensores incorporados para decirles cuándo deben reemplazarse las piezas. De esta forma, los fabricantes pueden evitar el apagado imprevisto del equipo y establecer intervalos de mantenimiento a través de datos reales. Pero estos sensores necesitan Trabajando en vapor de alta temperatura cerca de 1000 oC, y debido a la proximidad de las palas de turbina giratorias de alta velocidad, también necesitan soportar fuerzas electromagnéticas de aproximadamente 14,000 Gauss (Gs) de inducción magnética.
El chip mezclador y los componentes pasivos periféricos están integrados en la placa de prueba, después de lo cual se calienta a 500 grados Celsius y se prueba.
El equipo de la Universidad de Arkansas también está investigando sensores para cámaras de combustión de motores diesel para permitir que la computadora controle mejor la eficiencia del motor diesel. Y el equipo está desarrollando un dispositivo electrónico para conducir la broca en el fondo del pozo. 150 ° C.
En el contexto de estas aplicaciones, el silicio puede no ser el sustrato semiconductor óptimo. El espacio de banda del silicio es demasiado estrecho para generar fácilmente movimiento de electrones en ambientes de alta temperatura, incluso cuando no es necesario. Los materiales con huecos de banda ancha no tienen tales problemas, como el nitruro de galio, el carburo de silicio. Considerando el amplio espacio de banda y la mejor conductividad térmica, el equipo del Instituto Real de Tecnología y la Universidad de Arkansas finalmente eligieron el carburo de silicio. "El carburo no falla en ambientes de alta temperatura", dijo Mantutz.
El circuito mezclador integrado, diseñado por el Instituto Real de Tecnología de Suecia, Anna Rusu (Ana Rusu) equipo de profesor, después de la Universidad de paquete de equipo de Arkansas Profesor hombre Tuzi, y finalmente de vuelta a las manos del equipo del profesor Rusu para completar la prueba. Este circuito Se implementa una conversión descendente de 59MHz a 500kHz para el procesamiento de señal posterior.