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P200502774
MÉTODO PARA REDUCIR EL EXCESO DE RUIDO EN
DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS Y EN CIRCUITOS
INTEGRADOS MONOLÍTICOS
Descripción
Un grupo de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid ha desarrollado un método para reducir el
exceso de ruido en dispositivos electrónicos y en circuitos integrados monolíticos Según la teoría que respalda
esta tecnología, las corrientes transversales en la epicapa, que van desde los dispositivos hacia el sustrato
y viceversa, conllevan un ruido eléctrico ([kT/C noise] en equilibrio térmico y [kT/C+shot noise] con los
dispositivos bajo polarización) que se transfiere a los dispositivos mediante un efecto campo de puerta posterior
(backgating), por lo que la presente tecnología trata de reducir o eliminar esas corrientes mediante la colocación
de una pantalla termodinámica bajo los dispositivos electrónicos cuyo exceso de ruido se desea reducir. De
esta forma se atenúan las corrientes transversales que generan el exceso de ruido y que son incrementadas
por la propia polarización de los dispositivos, aspecto éste realmente importante y novedoso de esta teoría en
comparación con las existentes hasta ahora.
La tecnología propuesta supone un método para la reducción de ruido en dispositivos electrónicos muy
sencillo y económico. Además es un método radicalmente novedoso que se basa en la adecuada consideración
de dispositivos parásitos o indeseados que existen en los dispositivos reales y que han sido pasados por alto hasta
ahora. Por ello, se aparta radicalmente de los métodos que podrían proponerse en base a las teorías basadas en
trampas de portadores a las que se les asigna ubicaciones, estructura y propiedades a menudo cuestionables.
Muestra la sección de la estructura de capas y su conexión,
propuestas para conseguir una pantalla termodinámica que
reduzca, y anule si se desea, mediante la conexión a trazos
entre (7) y (6) o entre (7) y (5), el exceso de ruido en los
dispositivos de la epicapa (4) debido a las corrientes transversales que fluyen entre la epicapa (4) y el sustrato (1).
Muestra una sección de la estructura de capas que resulta al
aplicar esta invención para el caso de dispositivos crecidos
sobre sustratos de arseniuro de galio (GaAs) semi-aislante,
empleando procesos tecnológicos de amplio uso en las técnicas
microelectrónicas actuales.
Innovación/Ventajas
La presente tecnología permite reducir el ruido de baja frecuencia en dispositivos electrónicos empleando
un método radicalmente novedoso consistente en el bloqueo, mediante una pantalla termodinámica situada
bajo tales dispositivos, de las corrientes entre estos dispositivos y las capas subyacentes. Resulta especialmente
interesante en dispositivos amplificadores de señales débiles y en aquellos otros usados en funciones de mezcla,
porque el alto ruido de baja frecuencia se traslada a otras bandas de radiofrecuencia donde molesta y degrada
las prestaciones de los sistemas. La originalidad de la propuesta viene dada por la novedad de la teoría en la que
se basa, que muestra que la mayor parte del exceso de ruido se puede explicar mediante magnitudes eléctricas
y dispositivos electrónicos no considerados, pero bien conocidos y susceptibles por tanto de ser controlados
eléctricamente. Este tipo de control no resulta igual de fácil cuando se recurre a trampas de portadores para tratar
de explicar ese exceso de ruido, lo que hace que la tecnología propuesta sea radicalmente nueva e innovadora
frente a la ya existente.
La tecnología propuesta supone un método novedoso, sencillo y económico para la reducción de ruido en
dispositivos electrónicos. Empleando un proceso tecnológico adicional de implantación o de difusión en el
crecimiento de las capas de los dispositivos, puede lograrse la reducción del exceso de ruido en los dispositivos
que interese. Ese proceso adicional, que en algunos casos podría no serlo, al ser un proceso habitual en la
fabricación de los circuitos integrados (CI) monolíticos, supone un bajo coste en proporción al coste total de
dichos CI. Adicionalmente la empresa que lo emplease obtendría un producto cuyas prestaciones superarían a
las de los CI de la competencia, que pasarían a ser de interés secundario.
Situación de la propiedad intelectual
Patente española P200502774 concedida en 2007.
Patente internacional PCT/ES2006/00620
Inventor/es
José Ignacio Izpura Torres
Dpto. Ingeniería Electrónica
ETSI Telecomunicación
[email protected]
Enlaces de interés
http://ww.die.upm.es/