Olemme havainneet useammin kuin kerran, että virtalähteistä on tulossa "kaikkemme". Mobiilielektroniikka, sähköajoneuvot, esineiden internet, energian varastointi ja paljon muuta tuovat virransyötön ja jännitteen muuntamisen prosessin ensimmäisille tärkeimmille asemille elektroniikassa. Teknologia lastujen ja erillisten elementtien valmistamiseksi käyttämällä materiaaleja, kuten esim (GaN). Kukaan ei kuitenkaan kiistä sitä tosiasiaa, että integroidut ratkaisut ovat parempia kuin erillisratkaisut sekä ratkaisujen kompaktiuden että suunnittelun ja tuotannon säästämisen kannalta. Äskettäin PCIM 2019 -konferenssissa belgialaisen keskuksen Imecin tutkijat selvästi että GaN-pohjaiset yksisiruiset virtalähteet (invertterit) eivät ole lainkaan tieteiskirjallisuutta, vaan lähitulevaisuuden asia.
Imecin asiantuntijat loivat yksisiruisen puolisiltamuuntimen käyttämällä pii-galliumnitridia SOI-kiekoissa (Silicon on insulator). Tämä on yksi kolmesta klassisesta vaihtoehdosta tehokytkimien (transistorien) kytkemiseen jännitteen invertterien luomiseksi. Yleensä piirin toteuttamiseksi otetaan joukko erillisiä elementtejä. Tietyn tiiviyden saavuttamiseksi joukko elementtejä sijoitetaan myös yhteen yhteiseen pakkaukseen, mikä ei muuta sitä tosiasiaa, että piiri kootaan yksittäisistä komponenteista. Belgialaiset onnistuivat toistamaan melkein kaikki puolisillan elementit yhdelle kiteelle: transistorit, kondensaattorit ja vastukset. Ratkaisu mahdollisti jännitteen muuntamisen tehokkuuden lisäämisen vähentämällä lukuisia muunnospiireihin tavallisesti liittyviä loisilmiöitä.
Konferenssissa esitellyssä prototyypissä integroitu GaN-IC-siru muunsi 48 voltin tulojännitteen 1 voltin lähtöjännitteeksi 1 MHz:n kytkentätaajuudella. Ratkaisu saattaa tuntua varsin kalliilta varsinkin SOI-kiekkojen käytön kannalta, mutta tutkijat korostavat, että korkea integraatioaste enemmän kuin kompensoi kustannuksia. Invertterien valmistaminen erillisistä komponenteista on määritelmän mukaan kalliimpaa.
Lähde: 3dnews.ru