El ingeniero y máster en Telecomunicación Javier Beloso Legarra ha investigado en su tesis doctoral, defendida en la Universidad Pública de Navarra (UPNA), nuevas técnicas aplicadas a circuitos integrados (comúnmente conocidos como chips) para reducir su consumo y extender la duración de las baterías que los alimentan. La tesis, titulada “Amplificadores CMOS Energéticamente Eficientes para Sistemas Alimentados por Batería”, ha sido dirigida por los profesores de la UPNA Antonio López Martín y Carlos A. de la Cruz Blas, ambos, investigadores del instituto ISC de la UPNA.
Como explica el autor de la tesis, un chip es, en esencia, un dispositivo basado en un material semiconductor que integra varios circuitos de tamaño nanométrico y presenta una gran cantidad de posibilidades de uso. “Como sabemos, el uso de chips está ampliamente extendido en la sociedad y abarca desde aplicaciones de uso masivo como la telefonía móvil, las computadoras o los equipos electrónicos de consumo hasta aplicaciones más específicas, como pueden ser la medida de señales biomédicas o los sistemas de comunicaciones en el espacio”, detalla Javier Beloso.
Javier Beloso Legarra, en la UPNA.
“Una característica común en estos dispositivos es su carácter portátil, lo que les dota de una gran independencia en su funcionamiento”, continúa explicando el autor de la tesis. “Debido a esto, es habitual el uso de baterías para alimentar a estos sistemas, lo que garantiza su funcionamiento además de su portabilidad. Un aspecto esencial en los sistemas alimentados por baterías es la durabilidad de estas últimas, lo que hace que el dispositivo opere de la manera más autónoma posible”, explica.
En este sentido, el objetivo de la tesis doctoral ha consistido en la investigación de nuevas técnicas aplicadas a circuitos integrados con el fin de reducir el consumo y extender la duración de las baterías. Específicamente, estas técnicas se han aplicado a un bloque electrónico básico conocido como amplificador. Como su nombre indica, este dispositivo se encarga de medir una señal y proporcionarla a la salida con una amplitud mayor. “Es necesario remarcar que, además de la propia amplificación, tiene otras funcionalidades. Es por ello que la optimización de estos dispositivos en cuanto al consumo se refiere es un tema investigador muy activo y requiere de una constante actualización debido a su aplicabilidad”, asegura el autor de la tesis.
Para demostrar el uso de estas técnicas, en la investigación se proponen varios prototipos de amplificadores que operan en diferentes configuraciones. “Con el fin de optimizar el consumo, se han alimentado con tensiones de polarización muy bajas, por ejemplo, 1 voltio, lo que da lugar a consumos de potencia de unos pocos microvatios”, explica Javier Beloso.
Además del estudio y análisis teórico, se ha realizado la simulación, fabricación y verificación experimental de los circuitos, demostrando la viabilidad de las técnicas.
Javier Beloso Legarra cursó en la UPNA los grados y máster en ingeniería de Telecomunicación, además del doctorado. Durante la tesis doctoral realizó una estancia investigadora en el IMEC (Interuniversity Microelectronics Centre), ubicado en Leuven, Bélgica.
Su labor investigadora, realizada en el grupo de desarrollo microelectrónico del departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Comunicación, además de en el Instituto ISC de la UPNA; se ha centrado en el diseño de circuitos integrados eficientes en consumo. Ha participado en varios proyectos de investigación y su trabajo ha dado lugar a contribuciones tanto en revistas indexadas como en ponencias internacionales.
