Güç kaynaklarının “her şeyimiz” haline geldiğini birçok kez dile getirdik. Mobil elektronikler, elektrikli araçlar, nesnelerin interneti, enerji depolama ve çok daha fazlası, güç kaynağı ve voltaj dönüşümü sürecini elektronikte ilk en önemli konumlara taşıyor. Gibi malzemeleri kullanarak talaş ve ayrık elemanların üretimi için teknoloji (GaN). Aynı zamanda, hem çözümlerin kompaktlığı hem de tasarım ve üretimde tasarruf açısından entegre çözümlerin ayrık çözümlerden daha iyi olduğu gerçeğini kimse tartışmayacaktır. Son zamanlarda, PCIM 2019 konferansında Belçika'nın Imec merkezinden araştırmacılar açıkça GaN tabanlı tek çipli güç kaynaklarının (invertörler) hiç de bilim kurgu değil, yakın geleceğin meselesi olduğu.
Imec uzmanları, SOI (yalıtkan üzerinde silikon) levhalarda silikon teknolojisi üzerinde galyum nitrür kullanarak tek çipli bir yarım köprü dönüştürücü oluşturdu. Bu, voltaj invertörleri oluşturmak için güç anahtarlarını (transistörleri) bağlamak için üç klasik seçenekten biridir. Genellikle bir devreyi uygulamak için bir dizi ayrı eleman alınır. Belirli bir kompaktlığa ulaşmak için, bir dizi eleman da ortak bir pakete yerleştirilir; bu, devrenin ayrı bileşenlerden oluştuğu gerçeğini değiştirmez. Belçikalılar yarım köprünün neredeyse tüm unsurlarını tek bir kristal üzerinde yeniden üretmeyi başardılar: transistörler, kapasitörler ve dirençler. Çözüm, genellikle dönüşüm devrelerine eşlik eden bir dizi parazit olayını azaltarak voltaj dönüşümünün verimliliğini arttırmayı mümkün kıldı.
Konferansta gösterilen prototipte entegre GaN-IC yongası, 48 volt giriş voltajını 1 MHz anahtarlama frekansıyla 1 volt çıkış voltajına dönüştürdü. Çözüm, özellikle SOI plakalarının kullanımı göz önüne alındığında oldukça pahalı görünebilir, ancak araştırmacılar, yüksek düzeydeki entegrasyonun maliyetleri fazlasıyla karşıladığını vurguluyor. Ayrı bileşenlerden invertörler üretmek, tanım gereği daha pahalı olacaktır.
Kaynak: 3dnews.ru