Abbiamo notato più di una volta che gli alimentatori stanno diventando “il nostro tutto”. L'elettronica mobile, i veicoli elettrici, l'Internet delle cose, l'accumulo di energia e molto altro ancora portano il processo di alimentazione elettrica e di conversione della tensione ai primi posti più importanti nell'elettronica. Tecnologia per la produzione di chip ed elementi discreti utilizzando materiali come (GaN). Allo stesso tempo, nessuno metterà in dubbio il fatto che le soluzioni integrate sono migliori di quelle discrete sia in termini di compattezza delle soluzioni sia in termini di risparmio di progettazione e produzione. Di recente, al convegno PCIM 2019, i ricercatori del centro belga Imec hanno chiarito che gli alimentatori a chip singolo (inverter) basati su GaN non sono affatto fantascienza, ma una questione del prossimo futuro.
Utilizzando la tecnologia del nitruro di gallio su silicio sui wafer SOI (silicio su isolante), gli specialisti di Imec hanno creato un convertitore a mezzo ponte a chip singolo. Questa è una delle tre opzioni classiche per collegare gli interruttori di potenza (transistor) per creare inverter di tensione. Solitamente, per realizzare un circuito, si prende un insieme di elementi discreti. Per ottenere una certa compattezza, anche un insieme di elementi viene inserito in un pacchetto comune, il che non cambia il fatto che il circuito è assemblato da singoli componenti. I belgi sono riusciti a riprodurre quasi tutti gli elementi di un semiponte su un unico cristallo: transistor, condensatori e resistori. La soluzione ha permesso di aumentare l'efficienza della conversione di tensione riducendo una serie di fenomeni parassiti che solitamente accompagnano i circuiti di conversione.
Nel prototipo mostrato alla conferenza, il chip GaN-IC integrato ha convertito una tensione di ingresso di 48 volt in una tensione di uscita di 1 volt con una frequenza di commutazione di 1 MHz. La soluzione può sembrare piuttosto costosa, soprattutto considerando l'uso di wafer SOI, ma i ricercatori sottolineano che l'elevato grado di integrazione compensa ampiamente i costi. Produrre inverter da componenti discreti sarà per definizione più costoso.
Fonte: 3dnews.ru