Mēs vairāk nekā vienu reizi esam atzīmējuši, ka barošanas avoti kļūst par "mūsu visu". Mobilā elektronika, elektriskie transportlīdzekļi, lietu internets, enerģijas uzkrāšana un daudz kas cits ieved elektroapgādes un sprieguma pārveidošanas procesu pirmajās svarīgākajās pozīcijās elektronikā. Mikroshēmu un diskrētu elementu ražošanas tehnoloģija, izmantojot tādus materiālus kā (GaN). Tajā pašā laikā neviens neapstrīdēs faktu, ka integrētie risinājumi ir labāki par diskrētiem gan risinājumu kompaktuma, gan naudas ietaupīšanas ziņā projektēšanas un ražošanas jomā. Nesen PCIM 2019 konferencē pētnieki no Beļģijas centra Imec skaidri ka vienas mikroshēmas barošanas avoti (invertori) uz GaN bāzes nav nekāda zinātniskā fantastika, bet gan tuvākās nākotnes jautājums.
Izmantojot gallija nitrīda uz silīcija tehnoloģiju uz SOI (silīcija uz izolatora) plāksnēm, Imec speciālisti izveidoja vienas mikroshēmas pustilta pārveidotāju. Šī ir viena no trim klasiskajām barošanas slēdžu (tranzistoru) pievienošanas iespējām, lai izveidotu sprieguma invertorus. Parasti ķēdes ieviešanai tiek ņemts diskrētu elementu komplekts. Lai panāktu noteiktu kompaktumu, vienā kopējā iepakojumā tiek ievietots arī elementu komplekts, kas nemaina faktu, ka ķēde ir salikta no atsevišķām sastāvdaļām. Beļģiem izdevās uz viena kristāla reproducēt gandrīz visus pustilta elementus: tranzistorus, kondensatorus un rezistorus. Risinājums ļāva palielināt sprieguma pārveidošanas efektivitāti, samazinot vairākas parazitāras parādības, kas parasti pavada konversijas ķēdes.
Konferencē demonstrētajā prototipā integrētā GaN-IC mikroshēma pārveidoja 48 voltu ieejas spriegumu par 1 voltu izejas spriegumu ar pārslēgšanas frekvenci 1 MHz. Risinājums var šķist diezgan dārgs, īpaši ņemot vērā SOI vafeļu izmantošanu, taču pētnieki uzsver, ka augstā integrācijas pakāpe vairāk nekā kompensē izmaksas. Invertoru ražošana no diskrētiem komponentiem pēc definīcijas būs dārgāka.
Avots: 3dnews.ru