UT-onderzoeker legt lichtverbinding tussen 2 delen van elektronica-chip

Onderzoek & Wetenschap 22/01/2019 8:58:06

Voor het eerst zijn onderzoekers van de Nederlandse Universiteit Twente erin geslaagd om een lichtverbinding te leggen tussen twee delen van een elektronica-chip.

Lees hieronder verder   
Verwant

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag

AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

Nieuw gen ontstaat in lab TU Delft onderzoekers

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Navingo Career Event

RDM Rotterdam – Onderzeebootloods

donderdag 23 mei 2019

COMSOL Day

imec - Leuven

donderdag 23 mei 2019

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Overzicht van HL7/IHE/DICOM

BluePoint Brussels (Agoria Academy)

dinsdag 4 juni 2019

Energie Platform Vlaanderen

Antwerp Expo

dinsdag 4 juni 2019

Keuze van de redactie

(20/5) Jobbarometer van de chemie en life sciences staat op groei

(20/5) Elia installeerde met succes eerste stopcontact op zee (+video)

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

(13/5) Vlaanderen investeert 8 miljoen euro in alternatieven voor vrachtvervoer

(13/5) Knelpuntsectoren zoeken 18.200 hooggeschoolde profielen

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Een dergelijke verbinding is bijvoorbeeld nodig als het ene deel digitale signalen verwerkt en het andere werkt met grote vermogens of spanningen. Een lichtverbinding is dan een oplossing, maar die is niet eenvoudig te realiseren.

Dat is promovendus Vishal Agarwal nu wel gelukt. Zijn zeer compacte optokoppelaar haalt al een snelheid van enkele Megabits per seconde bij minimaal energieverbruik.

Een lichtverbinding is in staat een ‘galvanische scheiding’ aan te brengen op een chip: twee heel verschillende werelden kunnen wel met elkaar communiceren, maar er is geen elektrische verbinding. Zo wordt bijvoorbeeld voorkomen dat een hoogvermogen gedeelte van een chip ongewenste effecten heeft op de digitale aansturing, op diezelfde chip.

Dit speelt bijvoorbeeld in chips voor de auto-industrie, in medische toepassingen en in ‘smart power’ elektronica. Een lichtverbinding leg je met een ‘optocoupler’. Dat zijn tot nu toe losse, vrij grote componenten. De nu ontwikkelde optocoupler is mee te integreren met de elektronica, neemt niet meer dan 0,008 vierkante millimeter in beslag en verbruikt weinig energie.

Een lichtbron en een lichtbron mee-integreren met de elektronica op een chip, is allesbehalve vanzelfsprekend. Vaak zijn er speciale materialen voor nodig die niet passen in het standaard-‘CMOS’-proces. Silicium is van zichzelf niet zo’n goede lichtbron.

Een LED op een chip zou infrarood licht uitzenden met een lage efficiëntie, terwijl lichtdetectie in silicium ook matig werkt: allesbehalve een goede basis voor een werkende verbinding. Eerder liet UT-promovendus Satadal Dutta al zien dat je betere resultaten boekt door de LED ‘verkeerd om’ aan te sluiten.

Dan treedt het ‘lawine-effect’ op, waarbij wél zichtbaar licht vrijkomt. Op een vergelijkbare manier is ook een lichtdetector te maken waarbij een lawine van elektronen optreedt als er een of enkele fotonen op vallen.

Het principe werkt, maar dan is het nog de kunst om de LED en de detector zo aan te sturen dat ze in het goede gebied werken: je moet er slimme elektronica omheen bouwen. Welke hoeveelheid licht heb je nodig voor een efficiënte verbinding, bij welke spanning werkt de combinatie van een Avalanche Mode LED (AMLED) en een Single Photon Avalanche Diode (SPAD) het best, en hoe plaats je ze het best op de chip?

Agarwal heeft een ontwerp gemaakt dat nu een bitrate van 1 Megabit/sec levert bij een minimaal energieverbruik. Dit zijn voor de toepassingen al mooie specificaties, Hij verwacht dat de snelheid nog wel een factor tien omhoog kan. << (Guy Leysen) (foto: UTwente)

ACHTERGROND
Het onderzoek is uitgevoerd in twee Electrical Engineering groepen: Integrated Circuit Design (Digital Society Institute) van Bram Nauta en Integrated Devices and Systems (MESA+ Institute) van Jurriaan Schmitz. Dankzij deze samenwerking is de fysica van de nieuwe optocoupler optimaal gekoppeld aan de ontwerpvraagstukken.

Vishal Agarwal (1988, Chaibasa, India) is op 16 januari gepromoveerd op zijn proefschrift ‘Optocoupling in CMOS’. <<


Video:


Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Met Beckhoff naar Industrie 4.0 - advertorial

Bij Beckhoff Automation op de Hannover Messe schetterde het reuzenscherm het uit: xPlanar, Flying Motion, … maar zoveel meer ontwikkelingen sterken er het Industrie 4.0 en IoT-aanbod.

Jan De Nul Group laat nieuw ‘groen’ baggerschip te water

Sleephopperzuiger Sanderus werd uitgerust met een uitgekiend systeem voor de behandeling van uitlaatgassen en ging onlangs te water op de Keppel Offshore & Marine scheepswerf in Singapore.

Icometrix haalt 16 miljoen euro aan kapitaal op

De software van deze spin-off van UAntwerpen, KU Leuven, UZA en UZ Leuven, detecteert en meet klinisch relevante informatie in CT en MRI scans van de hersenen.

Allgro neemt nieuwe waterzuiveringsinstallatie in gebruik

De installatie zuivert afvalwater tot het de kwaliteit van drinkwater heeft, zodat het opnieuw geschikt is als proceswater. Het bedrijf halveert hiermee de waterbehoefte.

Groot lek in Intel-processoren legt gevoelige informatie bloot

De Vrije Universiteit Amsterdam heeft een groot lek ontdekt in chips van Intel, waardoor het mogelijk is om wachtwoorden en andere gevoelige informatie te lekken uit andere programma's.

Autec lanceert Compact radiografische zender - techniek

De nieuwe Autec Compact is een krachtige, vrij configureerbare radiografische zender en wordt ingezet voor het op afstand bedienen van toren- en overloopkranen, hydraulische opstellingen, ...

Meer jus voor Antwerpse zonneboot (+fotoreportage)

De vernieuwde UAntwerp Solar Boat werd in het Kattendijkdok aan het Antwerpse Havenhuis te water gelaten. De zonneboot kreeg een update, wat tot een krachtigere boot leidde.

Nieuw overlegplatform behartigt belangen Belgische dronesector

Om de sector te steunen in haar ontwikkeling, is de Belgian Civil Drone Council opgericht, een nationaal overlegplatform dat betrokken actoren uit de publieke en privé-sector samenbrengt.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners