Белгийски разработчик проправя пътя за "едночипови" захранвания

Неведнъж сме отбелязвали, че захранванията стават „нашето всичко“. Мобилната електроника, електрическите превозни средства, Интернет на нещата, съхранението на енергия и много други извеждат процеса на захранване и преобразуване на напрежението на първите най-важни позиции в електрониката. Технология за производство на чипове и дискретни елементи с използване на материали като напр галиев нитрид (GaN). В същото време никой няма да оспори факта, че интегрираните решения са по-добри от дискретните както по отношение на компактността на решенията, така и по отношение на спестяването на пари за проектиране и производство. Наскоро, на конференцията PCIM 2019, изследователи от белгийския център Imec ясно шоуче едночиповите захранвания (инвертори) на базата на GaN изобщо не са научна фантастика, а въпрос на близко бъдеще.

Използвайки технологията галиев нитрид върху силиций върху пластини SOI (силиций върху изолатор), специалистите на Imec създадоха полумостов конвертор с един чип. Това е една от трите класически опции за свързване на силови превключватели (транзистори) за създаване на инвертори на напрежение. Обикновено за реализиране на верига се взема набор от дискретни елементи. За да се постигне определена компактност, набор от елементи също се поставя в един общ пакет, което не променя факта, че веригата е сглобена от отделни компоненти. Белгийците успяха да възпроизведат почти всички елементи на полумост върху един кристал: транзистори, кондензатори и резистори. Решението направи възможно повишаване на ефективността на преобразуване на напрежение чрез намаляване на редица паразитни явления, които обикновено съпътстват преобразуващите вериги.

В прототипа, показан на конференцията, интегрираният GaN-IC чип преобразува 48-волтово входно напрежение в 1-волтово изходно напрежение с честота на превключване от 1 MHz. Решението може да изглежда доста скъпо, особено като се има предвид използването на SOI вафли, но изследователите подчертават, че високата степен на интеграция повече от компенсира разходите. Производството на инвертори от отделни компоненти ще бъде по-скъпо по дефиниция.

Източник: 3dnews.ru