Kryształy azotku galu można hodować na kilku podłożach, takich jak szafir, węglik krzemu (SiC), krzem (Si) itp. Aby wdrożyć wzrost na krzemie, można nadal korzystać z istniejącej infrastruktury produkcyjnej, eliminując potrzebę posiadania kosztownych zakładów i wykorzystując łatwo dostępne płytki krzemowe o dużej średnicy po niskich kosztach. GaN-on-Si ma obszerny zakres przyszłych zastosowań, rozszerzając obecne możliwości tranzystorów HEMT o zwiększone poziomy mocy, powyżej 1 kW. Technologia ta pomaga projektantom w zwielokrotnianiu napięć pracy i przesuwaniu odpowiedzi częstotliwościowej poza pasmo Ka do E, W i w przestrzeń terahercową. Poniżej zaprezentowano wybrane fragmenty artykułu, przedstawionego przez zespół naukowców z wydziału elektroniki i technologii komputerowej powiązanych z Uniwersytetem Nauki i Technologii w Hongkongu.
GaN-on-Si w konfiguracji kaskody (klasy do 600V)
Rys.1. Schemat konwertera boost.
Rysunek 1 przedstawia zastosowanie układu GaN-on-Si klasy 600V z przetwornicą podwyższającą napięcie (boost) wraz z szybką diodą. Urządzenie przełączające Q1 i dioda wzmacniająca D1 są pokazane w obwodzie towarzyszącym wejściowym i wyjściowym kondensatorom C1 i C2 w celu zwiększenia stabilizacji napięcia. Kiedy Q1 jest w stanie przewodzenia, napięcie wejściowe jest przykładane do L1. Gdy Q1 jest w stanie OFF, dioda D1 rozładowuje zmagazynowaną energię na wyjście. Istnieją dwa tryby pracy takiego układu — faza przewodzenia ciągłego i nieciągłego. W tym pierwszym ujęciu prąd cewki indukcyjnej utrzymuje się powyżej zera, a względem drugiego — cewka indukcyjna całkowicie uwalnia zgromadzoną energię podczas pracy.
Obwody mostkowe z tranzystorami po stronie wysokiej/niskiej
Rys.2. Schemat obwodu przełączającego półmostka.
Na rysunku 2 zarówno Q1, jak i Q2 są sprzętami kaskodowymi GaN. Gdy bramka jest w stanie wyłączonym, każde urządzenie może blokować napięcie przewodnictwa wstecznego. Gdy bramka jest w fazie przewodzenia, odpowiedni sprzęt zapewnia przewodnictwo do przodu i do tyłu przy najmniejszym spadku napięcia. Jeśli cewka indukcyjna L zostanie dodana między węzłem przełączającym U a potencjałem DC lub środkowym W o niskiej częstotliwości, półmostek może być ustawiony do działania jako przetwornica podwyższająca napięcie, typu buck lub falownik DC-AC. Aby zwiększyć sprawność, przeprowadzono test takiego układu z użyciem przetwornicy podwyższającej napięcie, a wykorzystującej przełączniki kaskadowe GaN 600 V/52 m i najnowocześniejsze tranzystory MOSFET Si SJ zoptymalizowane pod kątem niskiej Q. Podczas realizacji eksperymentu zaobserwowano, że wszystkie elementy obwodu były takie same, z wyjątkiem urządzeń przełączających.
Źródło: https://www.eeweb.com/applications-and-devices-featuring-gan-on-si-power-technology/
Cool? Ranking DIY
