Ultra-Low-Power-Mikrocontroller
Ein Feldeffekttransistor ist ein Halbleiterbauteil, durch das Strom nur über Minoritätsträger geleitet wird, ein unipolares Bauteil. Dieser Strom fließt durch einen Kanal von der Quelle zur Senke. Die am Gate angelegte Spannung regelt die Ladung des Kanals und somit die Leitfähigkeit des Transistors. Im Rahmen des ATHIS-Projektes wurde gezeigt, dass Ultra-Low-Power-Schaltungen mit Multi-Threshold-MOSFETs und Ultra-Low-Power-Dioden (ULP) in Rückwärtsrichtung aufgebaut werden können. Die ULP-Dioden bestehen ebenso aus zwei komplementären MOSFETs, so dass der Rückwärtsstrom der Diode im Vergleich zu herkömmlichen Geräten um das drei- oder vierfache reduziert wird. Für diesen Bereich mit Ultra-Low-Leckströmen und negativer Impedanzcharakteristik im Rückwärtsmodus ist das neue ULP-Gerät derzeit aus wissenschaftlicher und industrieller Sicht hochinteressant. Das ATHIS-Projekt hat diese ULP-Schaltungen durch Biasing komplementärer n-MOS- und p-MOS-Transistoren im statischen Betrieb an einer Spannung Gate-an-Quelle unter Null entwickelt. So wurde der Leckstrom um ein Vielfaches reduziert und eine deutlich geringere statische Verlustleistung ermöglicht. Auf Grundlage der Funktionsweise der ULP-Diode wurden im Rahmen des ATHIS-Projektes zudem eine Speicherzelle und eine Spannungsverdopplerschaltung entwickelt und in Versuchen getestet. Deren optimale Funktion bei hohen Temperaturen (bis zu 300 C) ist besonders hervorzuheben. Die innovativen Schaltungen wurden bereits patentiert und ihre sofortige breite Anwendungen in digitalen und analogen Schaltungen wird erwartet, insbesondere bei tragbaren Geräten sowie Produkten für raue Umgebungen. Weitere Entwicklungsarbeiten in Bezug auf RFID-Tags und Sensorschnittstellen laufen bereits, für den biomedizinischen Bereich.
