Nem egyszer megjegyeztük, hogy a tápegységek „mindenünkké” válnak. A mobil elektronika, az elektromos járművek, a dolgok internete, az energiatárolás és még sok minden más az áramellátás és a feszültségátalakítás folyamatát az elektronika első legfontosabb pozícióihoz hozzák. Forgácsok és diszkrét elemek előállítására szolgáló technológia olyan anyagok felhasználásával, mint pl (GaN). Ugyanakkor senki sem vitatja, hogy az integrált megoldások jobbak, mint a diszkrétek, mind a megoldások kompaktsága, mind a tervezés és a gyártás költségeinek megtakarítása szempontjából. Nemrég, a PCIM 2019 konferencián a belga Imec központ kutatói egyértelműen hogy a GaN-re épülő egychipes tápegységek (inverterek) egyáltalán nem sci-fi, hanem a közeljövő kérdése.
Gallium-nitrid szilícium technológiával SOI (szilícium szigetelőn) lapkákon az Imec szakemberei egylapkás félhíd konvertert készítettek. Ez egyike a három klasszikus lehetőségnek a teljesítménykapcsolók (tranzisztorok) csatlakoztatására a feszültséginverterek létrehozásához. Általában egy áramkör megvalósításához egy sor diszkrét elemet vesznek fel. Egy bizonyos tömörség elérése érdekében egy elemkészletet is egy közös csomagba helyeznek, ami nem változtat azon a tényen, hogy az áramkört egyedi alkatrészekből állítják össze. A belgáknak sikerült egykristályon reprodukálniuk a félhíd szinte minden elemét: tranzisztorokat, kondenzátorokat és ellenállásokat. A megoldás lehetővé tette a feszültségátalakítás hatékonyságának növelését azáltal, hogy csökkentette számos, az átalakítási áramköröket általában kísérő parazita jelenséget.
A konferencián bemutatott prototípusban az integrált GaN-IC chip egy 48 voltos bemeneti feszültséget alakított át 1 MHz-es kapcsolási frekvenciájú 1 voltos kimeneti feszültséggé. A megoldás meglehetősen drágának tűnhet, főleg ha figyelembe vesszük a SOI lapkák használatát, de a kutatók hangsúlyozzák, hogy a magas szintű integráció bőven ellensúlyozza a költségeket. Az inverterek diszkrét alkatrészekből történő előállítása értelemszerűen drágább lesz.
Forrás: 3dnews.ru