Transistores especiais podem funcionar anos sem bateria

Redação do Site Inovação Tecnológica

"Se formos usar a energia de uma pilha AA típica com base neste projeto, ela poderia durar por um bilhão de anos," escrevem os dois engenheiros em seu artigo.[Imagem: Sungsik Lee/Arokia Nathan/Cambridge]

Transístor de baixo consumo

Um novo design de transistores que operam com energia reciclada do seu próprio funcionamento pode se tornar o elemento fundamental de aparelhos que funcionem por meses, ou até anos, sem baterias, e que poderiam ser usados para eletrônicos portáveis, de vestir, implantáveis ou para a Internet das Coisas.

Conforme cada transístor capturar do ambiente uma parte da energia que precisa para funcionar, o aparelho como um todo tem uma redução drástica no consumo de energia.

Usando um princípio semelhante a um computador em modo suspenso, o novo transístor funciona usando um pequeno "vazamento" de corrente elétrica, conhecido como "corrente de estado próximo do desligamento", que hoje se transforma em calor.

Esse vazamento, como a água pingando de uma torneira com defeito, é uma característica de todos os transistores, onde também é visto como um defeito - esta é a primeira vez que ele foi efetivamente capturado e usado funcionalmente.

Essa reciclagem de energia abre novas possibilidades para o projeto de aparelhos para a Internet das Coisas, como sensores pequenos demais para acomodar baterias grandes.

Aproveitando a barreira Schottky

Os novos transistores recicladores de corrente de fuga podem ser produzidos a baixas temperaturas por impressão, usando praticamente qualquer material como base, de vidro e plástico até poliéster e papel.

Eles são baseados em uma arquitetura que tira proveito de uma característica não desejável para o projeto usual dos transistores, um ponto de contato entre o metal e o semicondutor de um transístor conhecido como "barreira Schottky".

"Nós estamos desafiando a percepção convencional de como um transístor deve ser", disse o professor Arokia Nathan, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

"Nós descobrimos que essas barreiras Schottky, que a maioria dos engenheiros tenta evitar, na verdade têm as características ideais para o tipo de aplicações de energia ultrabaixa que estamos visando, como os eletrônicos de vestir ou implantáveis para monitoramento da saúde," concluiu.

Bibliografia:

Subthreshold Schottky-barrier thin-film transistors with ultralow power and high intrinsic gain
Sungsik Lee, Arokia Nathan
Science
Vol.: 354, Issue 6310, pp. 302-304
DOI: 10.1126/science.aah5035