CMOS integrierte Spannungsversorgung basierend auf Mikro-Brennstoffzellen

Inhalt:
Diese Arbeit stellt das Design sowie Messergebnisse einer variablen, vollständig CMOS-integrierten Spannungsversorgung vor. Die Energie wird von chip-integrierten Mikro-Brennstoffzellenkaskaden (myFC-Kaskaden) zur Verfügung gestellt. Ein Low-Dropout Spannungsregler (LDO) stabilisiert die Spannung der myFC-Kaskaden auf eine digital einstellbare Ausgangsspannung im Bereich von 1,1 V bis 3,3 V. Die Verschaltung der Brennstoffzellenkaskade kann im Betrieb geändert werden und somit der gewünschten Ausgangsspannung angepasst werden. Durch die angepassten Verschaltungen werden die Spannungsverluste im LDO minimiert und die Betriebsdauer des Systems erhöht. Um den Energieverbrauch weiter zu reduzieren, wird der LDO sowie ein damit elektrisch versorgtes System durch einen Zeitgeber nur periodisch aktiviert. Der vorgestellte Chip wurde in einem erweiterten 0,45 µm CMOS Prozess gefertigt. Der Leerlaufstrom des LDOs beträgt 1,74 myA, der Energieverbrauch des Zeitgebers beträgt 620 nW.