Chúng tôi đã nhiều lần lưu ý rằng nguồn điện đang trở thành “tất cả mọi thứ của chúng tôi”. Điện tử di động, xe điện, Internet vạn vật, lưu trữ năng lượng và nhiều hơn thế nữa đưa quá trình cung cấp điện và chuyển đổi điện áp lên vị trí quan trọng đầu tiên trong điện tử. Công nghệ sản xuất chip và các bộ phận rời rạc sử dụng các vật liệu như (GaN). Đồng thời, sẽ không ai phủ nhận thực tế rằng các giải pháp tích hợp tốt hơn các giải pháp rời rạc cả về tính gọn nhẹ của giải pháp cũng như về mặt tiết kiệm chi phí thiết kế và sản xuất. Mới đây, tại hội nghị PCIM 2019, các nhà nghiên cứu đến từ trung tâm Imec của Bỉ đã nêu rõ rằng các bộ nguồn đơn chip (bộ biến tần) dựa trên GaN hoàn toàn không phải là khoa học viễn tưởng mà là vấn đề của tương lai gần.
Sử dụng gali nitrit trên công nghệ silicon trên tấm bán dẫn SOI (silicon trên chất cách điện), các chuyên gia của Imec đã tạo ra bộ chuyển đổi nửa cầu chip đơn. Đây là một trong ba phương án cổ điển để kết nối các công tắc nguồn (bóng bán dẫn) để tạo ra các bộ biến đổi điện áp. Thông thường, để thực hiện một mạch điện, người ta lấy một tập hợp các phần tử rời rạc. Để đạt được độ nén nhất định, một tập hợp các phần tử cũng được đặt trong một gói chung, điều này không làm thay đổi thực tế là mạch được lắp ráp từ các thành phần riêng lẻ. Người Bỉ đã cố gắng tái tạo gần như tất cả các thành phần của nửa cầu trên một tinh thể duy nhất: bóng bán dẫn, tụ điện và điện trở. Giải pháp này giúp tăng hiệu suất chuyển đổi điện áp bằng cách giảm một số hiện tượng ký sinh thường đi kèm với các mạch chuyển đổi.
Trong nguyên mẫu được trưng bày tại hội nghị, chip GaN-IC tích hợp đã chuyển đổi điện áp đầu vào 48 volt thành điện áp đầu ra 1 volt với tần số chuyển mạch là 1 MHz. Giải pháp này có vẻ khá tốn kém, đặc biệt khi xem xét việc sử dụng các tấm SOI, nhưng các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng mức độ tích hợp cao sẽ bù đắp được chi phí. Theo định nghĩa, sản xuất bộ biến tần từ các thành phần riêng biệt sẽ đắt hơn.
Nguồn: 3dnews.ru