(编者注:这是第五个在一系列的文章来源于一个会话在今年的globalfoundries,专注于传感器和能量收获。前一条处理高压电流传感器。更多细节,你是指globalfoundries程序。)
我们大多数人都不知道是什么样子不能够清楚地看到,即使借助眼镜。现在,你可能会说,对于绝大多数人来说,我们实际上经历一定每天失明:我们看不到少数可以迫在眉睫的灾难。(好吧,也许不到一周前被认为。)但这并不是一样的。
世界运作的原则只有一个特殊的直达更高的权力得到末日之新闻之前的印刷。我们不期望能够这样,我们得到休息。不那么conventionally-blind:世界是压倒性地建立假设视觉处理我们的环境,所以那些没有获得视觉处于明显的劣势地位。
当然,药可以治愈失明,问题已经解决了。这并不工作,技术可以帮助,这取决于问题的原因。视觉依赖眼睛捕捉和专注一个图像,这一信息传递给大脑的神经连接,和视觉brainware处理它并创建的经验看。打破这些,你将会失明。
如果问题在于眼睛,也许错误的视杆细胞和视锥细胞,然后,基于这样的考虑,我们可以代替自然,行为不端和人工传感器、光传感器提供的替代图像视觉神经大脑解释。你可以带一个外部相机几乎任何地方,只要你能补脑,但最自然的地方——功能和美学是在眼球本身。因此,所谓的视网膜植入物。
但是电路需要力量,你必须有一些方法汁传感器——这是更加困难,如果传感器是深埋在玻璃体。如果很轻的感觉也可以收获力量传感器?
背后的基本想法一个项目由Suat Ay爱达荷州大学的。他指出,感觉光的光电二极管或多或少相同的光电二极管在太阳能电池发电。配置略有不同,但电路可以照顾。
帕朗柏这个项目,让我们先看传感方面。他用3 t有源像素传感器(APS)成像。也简称为CMOS传感器,一个APS传感器是便宜的,可以在低功率运行比年长的电荷耦合器件(CCD)技术,尽管显然以一定的忠诚。
操作很简单。一个光电二极管反向偏置,阴极——“尖头”(我总是忘了哪个是哪个)——通常是一个浮动的节点。通过重置晶体管预先充电的节点;复位后留在自己的路径是关闭,节点驱动源输出晶体管跟踪节点电压(高阻抗,因为它是金属氧化物半导体)。作为光子的光电二极管,电子生成,拉下节点电压。结果感觉电压确定该像素的图像,其中一个数组给一个完整的形象。
发电二极管的运作发生了天翻地覆的变化,与阳极连接到收获能量线。作为光子击中它,电子会通过另一种方式,创建一个潜在的二极管。
在这个芯片,操作分为两种不同的模式:一个传感模式和能量采集模式。一个额外的晶体管被添加到短APS二极管在能量采集模式。在传感模式下,收获力量总线(发电二极管的阳极)接地,所以现在两个二极管作为传感器,增加灵敏度。
能够管理低功率时变得更加关键芯片必须自给自足:这不仅仅是一个似乎电池问题;这是一个“讨厌的工作吗?”的问题。为了对各种关键电路操作在很低的电压,他用supply-boosting技术(SBT)。这是一个简单的电路,在需要的地方双打本地实际的电源电压。
像任何助推器,它依赖于电荷泵,它通常由一个节点时钟保持了稳定。在一些实例在这个设计中,它是由一个信号——比如重置,例如——所以edge-sensitive。边缘事件创建一个窗口内的相关电路电压增加。
那么它是怎么工作的呢?芯片权力本身吗?
嗯…它实际上不是这个周期中设置。看起来更像一个概念验证,因为传感和采集模式之间切换手动完成芯片外。,收获不驱动内部电路;它驱动电荷泵或一个简单的直接测量节点,两片外。这使得基本电路进行测试,以及测量电力产生的收割机的数量和功率消耗的传感器的数量。
所以问题是,资产负债表看上去如何?
从概念上讲,一切工作,但是这个项目证明赤字支出。收获的权力,当然,取决于有多少光。这是测量勒克斯单位:亮度单位面积,相当于流明/ m2。在60000勒克斯,典型的阳光明媚的白天,他们3.35µW生成。正常日光更像是20000勒克斯,收益率2.1µW和阴暗的天空需要东西µW 1000勒克斯和1.0。
在成像模式下,1.2 - v供应和以7.4 frame / s的速度,电路消耗14.25µW。多是收获,但话又说回来,收获力量当然可以保持电池的时间要长;有总比没有好。
但是,作为一个概念验证,基本电路工作,优点比较非常有利的成像仪数据与之前的工作(和之前工作是更“积极”0.35 -µm技术,相比0.5µm这个项目)。所以也许我们会看到一个完全自给自足的续集在即将到来的节目。
(注意:你可以找到本系列的下一篇文章在这里。)
