Nie raz zauważyliśmy, że zasilacze stają się „naszym wszystkim”. Elektronika mobilna, pojazdy elektryczne, Internet rzeczy, magazynowanie energii i wiele innych, stawiają proces zasilania i konwersji napięcia na pierwsze najważniejsze miejsca w elektronice. Technologia produkcji chipów i elementów dyskretnych z wykorzystaniem materiałów takich jak (GaN). Jednocześnie nikt nie będzie kwestionował faktu, że rozwiązania zintegrowane są lepsze od dyskretnych zarówno pod względem zwartości rozwiązań, jak i oszczędności na projektowaniu i produkcji. Niedawno na konferencji PCIM 2019 badacze z belgijskiego ośrodka Imec wyraźnie że jednoukładowe zasilacze (inwertery) oparte na GaN to wcale nie science fiction, a kwestia najbliższej przyszłości.
Wykorzystując technologię azotku galu na krzemie na płytkach SOI (krzem na izolatorze), specjaliści firmy Imec stworzyli jednoukładowy konwerter półmostkowy. Jest to jedna z trzech klasycznych opcji podłączenia przełączników mocy (tranzystorów) w celu utworzenia falowników napięciowych. Zwykle do zaimplementowania obwodu pobierany jest zestaw dyskretnych elementów. Aby uzyskać pewną zwartość, zestaw elementów umieszczono także w jednej wspólnej obudowie, co nie zmienia faktu, że obwód składa się z pojedynczych elementów. Belgom udało się odtworzyć prawie wszystkie elementy półmostka na pojedynczym krysztale: tranzystory, kondensatory i rezystory. Rozwiązanie umożliwiło zwiększenie efektywności przetwarzania napięcia poprzez redukcję szeregu zjawisk pasożytniczych, które zwykle towarzyszą obwodom przetwarzającym.
W prototypie pokazanym na konferencji zintegrowany układ GaN-IC przekształcał napięcie wejściowe 48 V na napięcie wyjściowe 1 V przy częstotliwości przełączania 1 MHz. Rozwiązanie może wydawać się dość drogie, zwłaszcza biorąc pod uwagę zastosowanie płytek SOI, jednak badacze podkreślają, że wysoki stopień integracji z nawiązką rekompensuje koszty. Produkcja falowników z dyskretnych komponentów będzie z definicji droższa.
Źródło: 3dnews.ru