Створено найменший і найефективніший акустичний підсилювач

Учені з Національної лабораторії Сандиа (Sandia National Laboratories) створили те, що можна назвати самим маленьким і найефективнішим акустичним підсилювачем в світі. В основі цього підсилювача лежать принципи, розроблені близько п’яти десятиліть назад, але найсучасніші досягнення в галузі електроніки та нановиробництва дозволили кардинально зменшити розміри і більш ніж в 10 разів підвищити ефективність роботи пристрою.

Підсилювачі радіосигналів використовуються сьогодні практично в кожному пристрої, будь це мобільний телефон або електрочайник з можливістю виходу в Інтернет. Зараз для посилення радіосигналів використовуються традиційні підсилювачі, але, вже досить давно існує ідея, що замість потоку електронів можна використовувати високочастотні акустичні хвилі.

Перші акустичні підсилювачі радіосигналів з’явилися в 70-роках минулого століття. Це були відносно великі пристрої, площа чіпів яких досягала одного квадратного сантиметра, для їх роботи був потрібний високий електричний потенціал близько 2 тисяч вольт і при роботі вони виділяли велику кількість тепла, що негативно позначалося на кількості споживаної енергії, яке становило 500 мВт.

Новий акустичний підсилювач є підсилювачем, що працює в діапазоні 276 МГц. При його виготовленні був використаний шар напівпровідникового матеріалу, арсеніду галію-індію, товщиною всього в 83 атома, і який можна порівняти за товщиною шар п’єзоелектричного матеріалу — ниобата літію. В результаті, вся структура підсилювача вміщується на площі 0.5 квадратного міліметра, він працює при напрузі в 36 Вольт і споживає всього 20 мВт енергії. При цьому, новий підсилювач забезпечує в 100 разів більший коефіцієнт посилення радіосигналів, ніж аналогічні пристрої попередніх поколінь.

Вчені стверджують, що аналогічний підсилювач, що працює в діапазоні 2-ГГц, який використовується зараз в стільникового зв’язку, буде мати ще менший розмір, він зможе вміститися на площі в 0.02 квадратного міліметра, що приблизно в 10 разів менше, ніж існуючі сучасні рішення.

Скорочення обсягів електронних компонентів — це досить грандіозне досягнення, що приводить до появи менших і більш легких смартфонів, комп’ютерів та інших електронних пристроїв. А вчені з лабораторії Сандиа, крім акустичного підсилювача, створили ще одне перше в своєму роді пристрій — акустичний циркулятор, пристрій, що дозволяє реалізувати одночасний прийом і передачу радіосигналів. І зараз з’явилися реальні шанси на те, що електронна споживча техніка через одне-два покоління вже буде містити в своєму складі акустичні радічастотние компоненти, за рахунок чого вона буде досить компактною і ефективною з точки зору споживаної енергії. Джерело