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Il GaN per la potenza del futuro

Di solito quando penso ai semiconduttori e ai transistor penso a dispositivi al silicio. Con il maturare di tecnologie alternative, specialmente nel campo dell'alimentazione, le cose potrebbero cambiare. Il nitruro di gallio, o GaN, è una di queste alternative. Gli ingegneri puntano sempre a ottenere il massimo con il minimo sforzo e uno dei principali vantaggi dei sistemi basati sul GaN è la maggior densità di potenza. I dispositivi al GaN possono commutare più velocemente e gestire quantità maggiori di corrente in contenitori più piccoli rispetto ai dispositivi al silicio. Fantastico... ma?

Come avrete immaginato, questi vantaggi hanno anche degli svantaggi. I FET al GaN sono molto più selettivi rispetto alla quantità di tensione applicata al gate, perciò occorre fare attenzione a usare il gate driver idoneo. Con LMG1210 di Texas Instruments, ad esempio, sarà possibile mantenere regolata la tensione di gate su 5°V. Nel progetto di riferimento per i driver a semiponte si abbinano i driver dell'azienda con i FET al GaN in modalità potenziata di EPC e con gli induttori di Wurth. Questa soluzione garantisce un funzionamento fino a 50°MHz, sfruttando l'alta velocità di commutazione del GaN senza rinunciare all'ingombro ridotto sulla PCB.

Diagramma a blocchi del progetto di riferimento di TIDA-01634 (Immagine per gentile concessione di Texas Instruments)

I convertitori c.c./c.c. rappresentano una delle principali applicazioni della tecnologia al nitruro di gallio a causa della maggiore efficienza e delle dimensioni ridotte. Ma sebbene sia sempre piacevole disporre di alimentatori più efficienti, il GaN conosce anche altri e più interessanti utilizzi. Se vi occupate di audio, con gli amplificatori di classe D a base di nitruro di gallio avrete meno distorsioni rispetto agli amplificatori al silicio. L'applicazione che io prediligo sono i driver LIDAR a risoluzione più alta.

(Immagine per gentile concessione di EPC)

In fin dei conti, è bello avere molte scelte. Se vi pare che il vostro stadio di potenza al silicio non funzioni più, il GaN è un'ottima alternativa da valutare.

Informazioni su questo autore

Image of Taylor Roorda Taylor Roorda, Associate Applications Engineer presso Digi-Key Electronics, è entrato a far parte dell'azienda nel 2015 e le sue principali aree di interesse sono i sistemi embedded, la logica programmabile e l'elaborazione di segnale. Ha conseguito una laurea in ingegneria elettrica presso North Dakota State University e passa il tempo libero a suonare la chitarra e a scrivere musica.
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