ما بیش از یک بار اشاره کرده‌ایم که منابع تغذیه در حال تبدیل شدن به "همه چیز ما" هستند. وسایل الکترونیکی سیار، وسایل نقلیه الکتریکی، اینترنت اشیا، ذخیره انرژی و بسیاری موارد دیگر، فرآیند منبع تغذیه و تبدیل ولتاژ را به اولین موقعیت های مهم در الکترونیک می آورند. فناوری تولید تراشه ها و عناصر گسسته با استفاده از موادی مانند (GaN). در عین حال، هیچ کس با این واقعیت مخالفت نمی کند که راه حل های یکپارچه هم از نظر فشرده بودن راه حل ها و هم از نظر صرفه جویی در هزینه طراحی و تولید بهتر از راه حل های گسسته هستند. اخیراً در کنفرانس PCIM 2019، محققان مرکز بلژیکی Imec به وضوح که منابع تغذیه تک تراشه (اینورترها) مبتنی بر GaN اصلاً علمی تخیلی نیستند، بلکه موضوعی مربوط به آینده نزدیک هستند.
متخصصان Imec با استفاده از نیترید گالیوم روی فناوری سیلیکون روی ویفرهای SOI (سیلیکون روی عایق)، یک مبدل نیمه پل تک تراشه ایجاد کردند. این یکی از سه گزینه کلاسیک برای اتصال کلیدهای برق (ترانزیستور) برای ایجاد اینورترهای ولتاژ است. معمولاً برای اجرای یک مدار، مجموعه ای از عناصر گسسته گرفته می شود. برای دستیابی به یک فشردگی خاص، مجموعه ای از عناصر نیز در یک بسته مشترک قرار می گیرد که این واقعیت را تغییر نمی دهد که مدار از اجزای جداگانه مونتاژ شده است. بلژیکی ها توانستند تقریباً تمام عناصر یک نیم پل را روی یک کریستال تکثیر کنند: ترانزیستورها، خازن ها و مقاومت ها. این راه حل امکان افزایش کارایی تبدیل ولتاژ را با کاهش تعدادی از پدیده های انگلی که معمولاً با مدارهای تبدیل همراه هستند، فراهم کرد.
در نمونه اولیه نشان داده شده در کنفرانس، تراشه GaN-IC یکپارچه ولتاژ ورودی 48 ولت را به ولتاژ خروجی 1 ولت با فرکانس سوئیچینگ 1 مگاهرتز تبدیل کرد. این راه حل ممکن است بسیار گران به نظر برسد، به خصوص با توجه به استفاده از ویفرهای SOI، اما محققان تاکید می کنند که درجه بالای یکپارچگی بیش از هزینه ها را جبران می کند. تولید اینورترها از اجزای گسسته طبق تعریف گرانتر خواهد بود.
منبع: 3dnews.ru