pienelektroniikkalaitteissa

Piezoelektroniikkalaitteet hyödyntävät pietsosähköistä ilmiötä, jossa tietyt kiteiset materiaalit tuottavat sähköisen varauksen, kun niihin kohdistetaan mekaanista rasitusta, ja päinvastoin, muuttavat muotoaan sähkökentän vaikutuksesta. Tämä kaksoisominaisuus tekee niistä monipuolisia komponentteja erilaisissa sovelluksissa.

Mekaanisesta energiasta sähköenergiaksi muuntaminen on pienelektroniikkalaitteiden keskeinen toimintaperiaate. Tämä mahdollistaa esimerkiksi energiankeräyssovellukset, joissa laite voi tuottaa sähköä ympäristön tärinästä tai paineesta. Tällaisia laitteita voidaan käyttää esimerkiksi pienitehoisten antureiden tai langattomien sensorien virtalähteenä.

Toisaalta, sähköenergian muuttaminen mekaaniseksi liikkeeksi on myös merkittävä sovellusalue. Pietsosähköisiä toimilaitteita käytetään tarkassa ja pienikokoisessa liikkeenohjauksessa. Esimerkkejä ovat ultraäänimuunnimet, joita käytetään lääketieteellisessä kuvantamisessa ja sonareissa, sekä jotkin tarkkuuskameroiden automaattitarkennusmekanismit. Niitä hyödynnetään myös kaiuttimissa ja mikrofoneissa, joissa sähköiset signaalit muutetaan ääniaalloiksi ja päinvastoin.

Pienelektroniikkalaitteiden etuja ovat niiden pieni koko, alhainen energiankulutus ja kyky toimia ilman ulkoisia virtalähteitä monissa tapauksissa. Materiaalivalinnoilla ja laitteiden suunnittelulla voidaan optimoida niiden suorituskykyä tiettyyn käyttötarkoitukseen, kuten herkkyyttä paineelle tai resonanssitaajuutta. Tulevaisuudessa pietsosähköisten materiaalien ja teknologioiden kehitys avaa uusia mahdollisuuksia entistäkin edistyneemmille ja integroidummille pienelektroniikkalaitteille.