[發(fā)明專利]在集成電路中生成電能的方法、相應(yīng)集成電路及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010198989.3
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101908835A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克利斯汀·施瓦茲;克里斯托弗·蒙塞里;朱利安·德拉洛
• 申請（專利權(quán)）人: ST微電子(魯塞)有限公司;普羅斯旺埃克斯馬賽大學(xué)
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;宋志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路，更具體地涉及在集成電路中生成電能，而不是由諸如電池之類的常規(guī)電源產(chǎn)生能量。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一種實(shí)施方式和實(shí)施例，提出使用例如球形或者更一般的馬鈴薯體形狀(potatoid-shaped)的三維物體在包含一個(gè)或多個(gè)壓電元件的一個(gè)或多個(gè)封閉空間內(nèi)的不規(guī)則運(yùn)動，并且使用這些物體對這些壓電元件的碰撞在每次碰撞時(shí)產(chǎn)生電脈沖，電脈沖可以用于對集成電路的至少一部分供電或者對微型電池進(jìn)行再充電，或者被儲存于諸如電容器之類的存儲裝置中，以在隨后被再次使用。

因此，可以延長例如電池的壽命，或者可選地使得器件自供電，而不需要為其配備電池。

根據(jù)一種實(shí)施方式和實(shí)施例，可以以多種方式將球設(shè)置為在封閉體內(nèi)運(yùn)動。通過非限制性示例，可以提到聲學(xué)振動或其它起源，或者位于本身移動的支持件上的集成電路的移動。

因此，本發(fā)明得到眾多應(yīng)用，以非限制性方式舉例來說，可以在健康領(lǐng)域中，用于傳感器的電源和/或用于延長傳感器的電池壽命，其中該傳感器用于監(jiān)控人類的心跳并且位于例如人類心臟附近(心臟的運(yùn)動使球被設(shè)置為在殼體中不規(guī)則運(yùn)動)。還應(yīng)當(dāng)提到用于在橋上檢測汽車通過的傳感器，汽車通過使其上放置有傳感器的橋振動，從而將球設(shè)置為在殼體中運(yùn)動，并引起電信號的產(chǎn)生，所產(chǎn)生的電信號可以用于對傳感器自供電或者可選地用于產(chǎn)生檢測信號。

可以進(jìn)一步提到的應(yīng)用是，對車輛水泵的操作的監(jiān)控，車輛的水泵在操作中振動，從而允許球被設(shè)置為在殼體中運(yùn)動，進(jìn)而使得在傳感器中生成電能。

根據(jù)一種實(shí)施方式和實(shí)施例，提出一種在集成電路中生成電能的方法，以及一種能夠以寬頻帶并且獨(dú)立于放置有集成電路的支持件的運(yùn)動方向而操作的集成電路。

根據(jù)一方面，提出一種在集成電路中生成電能的方法，該方法包括：將所述集成電路中制作的一個(gè)或多個(gè)三維封閉空間與所述一個(gè)三維封閉空間或每個(gè)三維封閉空間內(nèi)以自由方式容納的一個(gè)或多個(gè)物體設(shè)置為相對運(yùn)動，所述一個(gè)或多個(gè)三維封裝空間包含一個(gè)或多個(gè)壓電元件；以及由所述相對運(yùn)動期間所述一個(gè)物體或所述多個(gè)物體中的至少一個(gè)物體與所述一個(gè)壓電元件或所述多個(gè)壓電元件中的至少一個(gè)壓電元件之間的至少一次碰撞產(chǎn)生電能。

詞語三維封閉空間應(yīng)當(dāng)被理解為指開孔的或其它的例如盒子或柵格(cage)之類的任意裝置，使得可以防止通常是三維的物體在物體與封裝空間的運(yùn)動期間從封閉空間出來。

此外，自由容納于這種封閉空間中的物體具有在封閉空間和物體被設(shè)置為相對運(yùn)動時(shí)，考慮隨意對殼體各個(gè)壁的碰撞，通常以不規(guī)則的方式在空間中任意方向上自由移動的能力。

三維空間與通常是三維的例如馬鈴薯體(potatoid)形式的物體的使用，允許操作不受限于運(yùn)動被設(shè)置的特定方向，從而使操作可以適應(yīng)集成電路所承受的任意類型的運(yùn)動。此外，能夠在封閉空間中以不規(guī)則方式移動從而撞擊壓電元件的物體的使用，完全獨(dú)立于任何運(yùn)動頻率和/或壓電元件的操作頻率，從而使得可以提供能夠在運(yùn)動頻率(如果有的話)有極大變化的集成電路中產(chǎn)生能量的方法。

當(dāng)然，物體的尺寸和/或它們的數(shù)目以及封閉空間的體積和/或它們的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用的目的而調(diào)整。

因此，可以在一個(gè)封閉空間或多個(gè)封閉空間中的至少一個(gè)封閉空間中以自由方式容納多個(gè)物體，這樣能量產(chǎn)生就由一個(gè)或多個(gè)物體對所述一個(gè)封閉空間或所述多個(gè)封閉空間中至少一個(gè)封閉空間內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)壓電元件的每次碰撞引起。

還可以有一個(gè)或多個(gè)封閉空間包含多個(gè)壓電元件，并且電能產(chǎn)生由一個(gè)或多個(gè)物體對所述一個(gè)封閉空間或所述多個(gè)封閉空間中至少一個(gè)封閉空間內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)壓電元件的每次碰撞引起。

實(shí)際上，對于封閉空間來說，所產(chǎn)生的能量的量依賴于碰撞的次數(shù)，從而依賴于該封閉空間中物體的數(shù)目和/或壓電元件的數(shù)目。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉如何根據(jù)所設(shè)想的應(yīng)用目的來調(diào)整這些參數(shù)。

當(dāng)然，為了使物體能夠在封閉空間中自由移動，必需使得它們的體積之和小于封閉空間中可用的自由體積。然而，優(yōu)選使得物體的體積之和遠(yuǎn)小于自由體積，從而能夠給物體以更大的運(yùn)動自由，進(jìn)而允許物體更容易地撞擊壓電元件。

這里，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉如何根據(jù)所設(shè)想的應(yīng)用目的來調(diào)整這些參數(shù)。然而舉例來說，封閉空間中物體的體積之和可以例如大于封閉空間的自由內(nèi)體積的十分之一并且小于該自由內(nèi)體積的四分之一。

同樣，同一封閉空間內(nèi)物體的尺寸可以相同也可以不同。使用不同尺寸的事實(shí)使得可以進(jìn)一步增加器件的帶寬，從而能夠避免例如以單一頻率為中心的高斯分布。

物體的尺寸也可以在一個(gè)封閉空間與另一個(gè)空間之間不同。