מפתח בלגי סולל את הדרך לספקי כוח "שבב יחיד".

ציינו יותר מפעם אחת שספקי כוח הופכים ל"הכל שלנו". אלקטרוניקה ניידת, רכבים חשמליים, האינטרנט של הדברים, אחסון אנרגיה ועוד הרבה מביאים את תהליך אספקת החשמל והמרת המתח לעמדות הראשונות החשובות ביותר באלקטרוניקה. טכנולוגיה לייצור שבבים ואלמנטים בדידים באמצעות חומרים כגון גליום ניטריד (GaN). יחד עם זאת, אף אחד לא יחלוק על העובדה שפתרונות משולבים עדיפים על פתרונות דיסקרטיים הן מבחינת הקומפקטיות של הפתרונות והן מבחינת חיסכון בכסף בתכנון וייצור. לאחרונה, בכנס PCIM 2019, חוקרים מהמרכז הבלגי Imec ברור הראהשספקי כוח (ממירים) עם שבב בודד המבוססים על GaN אינם מדע בדיוני כלל, אלא עניין של עתיד קרוב.

באמצעות שימוש בטכנולוגיית גליום ניטריד על סיליקון על פרוסות SOI (סיליקון על מבודד), מומחי Imec יצרו ממיר חצי גשר בעל שבב יחיד. זוהי אחת משלוש האפשרויות הקלאסיות לחיבור מתגי מתח (טרנזיסטורים) ליצירת ממירי מתח. בדרך כלל, כדי ליישם מעגל, נלקחת קבוצה של אלמנטים בדידים. כדי להשיג קומפקטיות מסוימת, סט אלמנטים ממוקם גם בחבילה אחת משותפת, מה שלא משנה את העובדה שהמעגל מורכב ממרכיבים בודדים. הבלגים הצליחו לשחזר כמעט את כל האלמנטים של חצי גשר על גבי גביש אחד: טרנזיסטורים, קבלים ונגדים. הפתרון איפשר להגביר את יעילות המרת המתח על ידי הפחתת מספר תופעות טפיליות הנלוות לרוב למעגלי המרה.

באב הטיפוס שהוצג בכנס, שבב GaN-IC המשולב המיר מתח כניסה של 48 וולט למתח מוצא של 1 וולט עם תדר מיתוג של 1 מגה-הרץ. הפתרון אולי נראה די יקר, במיוחד בהתחשב בשימוש בפרוסות SOI, אבל החוקרים מדגישים שמידת האינטגרציה הגבוהה יותר מקזזת את העלויות. ייצור ממירים ממרכיבים בדידים יהיה יקר יותר בהגדרה.

מקור: 3dnews.ru