Исследователи Новгородского государственного университета представили усовершенствованный гиратор — компактный электронный компонент, способный заменить громоздкие катушки индуктивности в современных микросхемах. Разработка открывает новые возможности для авиации, космоса и высокоточной электроники.
В чем проблема с катушками?
В электронике существует четыре основных пассивных элемента: резистор, конденсатор, катушка индуктивности и трансформатор. Если резисторы и конденсаторы легко уменьшаются и встраиваются в микросхемы, то катушки индуктивности остаются крупными и тяжёлыми, поскольку для работы им необходимо магнитное поле. Без них многие схемы не функционируют, но их размер ограничивает миниатюризацию устройств.
Как гиратор решает эту задачу?
Гиратор, по сути, становится пятым фундаментальным элементом электроники. Он способен преобразовывать ёмкостное сопротивление в индуктивное, имитируя работу катушки. Проще говоря, он «заставляет» схему «думать», что в ней находится катушка индуктивности, хотя на самом деле её там нет. Это позволяет обойтись без громоздких компонентов.
Что особенного в новой разработке?
Учёные создали трёхслойную конструкцию в форме тора (бублика), которая включает:
- Магнитострикционные слои снаружи;
- Пьезоэлектрический элемент внутри;
- Плоскую систему электродов вместо объёмной катушки.
Ключевые инновации:
- Наноструктурированный сплав «АМАГ», производимый в Новгородской области, повышает эффективность преобразования энергии.
- Замкнутая форма предотвращает рассеивание магнитного поля, снижает энергопотери и помехи для других компонентов схемы.
Где это можно применять?
Разработка особенно важна для отраслей, где критичны вес, размер и точность:
- Авиационная и космическая техника;
- Радиолокационные системы;
- Робототехника и прецизионная электроника.
Текущий статус
Над созданием гиратора учёные работали около 10 лет. Устройство уже запатентовано, и сейчас проводятся испытания опытного образца. Внедрение этой технологии позволит создавать более компактные, энергоэффективные и помехоустойчивые электронные системы.