`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Нитрид-галлиевые транзисторы снизят потери в мощной электронике

0 
 
Нитрид-галлиевые транзисторы снизят потери в мощной электронике

Мощные устройства для преобразования между переменным и постоянным током, для повышения или понижения напряжения, используются повсеместно. Однако до последнего времени они характеризовались низкой эффективностью, получая гораздо больше энергии, чем отдавая.

Отчасти проблему решили начавшие появляться на рынке преобразователи на базе нитрида галлия. При всей своей эффективности они не могут работать с напряжениями выше 600 В, что ограничивает область применения таких устройств бытовой электроникой.

«Все устройства, имеющиеся в продаже, относятся к так называемыми плоскостным устройствам, — пояснил профессор Томас Паласиос (Tomás Palacios) из MIT. — Это значит, что они целиком изготовлены на верхней поверхности заготовки из нитрида галлия. Это подходит для маломощных приложений, таких как зарядное устройство ноутбука, но к высокой и средней мощности намного лучше приспособлены вертикальные устройства. В них ток вместо поверхности проходит сквозь сам полупроводник».

В такой вертикальной конструкции вся поверхность освобождается для входных и выходных проводов, что позволяет работать с более высокими токовыми нагрузками. Кроме того, тепло генерируется проходящим током не в узком приповерхностном слое, а во всём объёме полупроводника, улучшая и делая более равномерным рассеяние.

Для того, чтобы управление током было эффективным, электронный транспорт нужно ограничить относительно небольшой площадью, на которую электрическое поле затвора транзистора будет оказывать достаточное воздействие. Для этого в прошлом приходилось прибегать к капризным и затратным процедурам внедрения в нитрид галлия физических барьеров, направляющих ток в канал под затвором.

Паласиос с коллегами нашли гораздо более элегантное решение: они ограничили ток не физически, а геометрически. Их вертикальные нитрид-галлиевые транзисторы имеют сверху остроконечные выступы. По обе стороны каждого такого «плавника» размещаются электрические контакты, вместе играющие роль затвора. Ток входит в транзистор через ещё один контакт на верхушке выступа, а покидает его на дне. Узость «плавника» гарантирует, что электрод затвора сможет открывать и запирать транзистор.

На международном симпозиуме IEEE по электронной технике исследователи из MIT, Колумбийского университета, компаний IBM и IQE и научно-технического альянса Singapore-MIT представили вертикальные нитрид-галлиевые устройства, работающие с напряжением в 1200 В.

Такой возможности уже достаточно для применения мощной полупроводниковой техники в электромобилях, но учёные подчёркивают, что тестировавшееся ими устройство это лишь первый прототип, собранный прямо в лаборатории. Они рассчитывают, что дальнейшая оптимизация их изобретения поднимет верхнюю границу рабочего напряжения до 3300–5000 В и откроет нитриду галлия путь в мощную электронику инфраструктуры энергоснабжения.

Дізнайтесь більше про мікро-ЦОД EcoStruxure висотою 6U

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT