الأخبار: الالكترونيات الدقيقة
28 سبتمبر 2023
قام المعهد الهندي للعلوم (IISc) في بنغالورو بتطوير ما يصفه بمفتاح الطاقة الأصلي بالكامل من نيتريد الغاليوم (GaN) والذي يمكن أن يكون له تطبيقات محتملة في أنظمة مثل محولات الطاقة للسيارات الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وكذلك في الاتصالات اللاسلكية (Baby). R، Mandal M، Roy SK، Bardhan A، Muralidharan R، Basu K، Raghavan S، Nath DN، '8A، 200V cascode GaN-on-Si HEMT: من اختبار النبض إلى اختبار النبض المزدوج'، الهندسة الإلكترونية الدقيقة (2023) )). تم تطوير العملية الكاملة لإنشاء المحول - من نمو المواد إلى تصنيع الأجهزة إلى التعبئة والتغليف - داخليًا في مركز علوم وهندسة النانو (CeNSE) التابع لـ IISc.
الصورة: رقاقة GaN-on-silicon بقياس XNUMX بوصة مزودة بترانزستورات طاقة، تم تطويرها في مركز CeNSE التابع لمعهد الدراسات الدولية (الصورة: Ashutosh Vishwakarma).
"المواد والأجهزة محظورة بشكل كبير على الواردات... ليس لدينا القدرة على إنتاج رقائق نيتريد الغاليوم على نطاق تجاري في الهند حتى الآن،" يشير الأستاذ المساعد في CeNSE ديجبجوي ناث، المؤلف المقابل للورقة البحثية. ويضيف: "إن المعرفة بكيفية تصنيع هذه الأجهزة هي أيضًا سر يخضع لحراسة مشددة، مع القليل من الدراسات المنشورة حول تفاصيل العمليات المعنية".
لتصميم مفتاح طاقة GaN، استخدم فريق IISc تقنية ترسيب البخار الكيميائي المعدني العضوي (MOCVD) التي تم تطويرها وتحسينها على مدار عقد من الزمن من قبل الباحثين في مختبر أستاذ CeNSE سرينيفاسان راغافان. وقد ساعد الفريق الأستاذ المشارك في قسم الهندسة الكهربائية كوشيك باسو ومختبره في تصنيع دائرة كهربائية باستخدام هذه الترانزستورات واختبار أداء التبديل الخاص بها.
تعمل ترانزستورات GaN عادةً في وضع الاستنفاد - فهي تعمل عادةً ما لم يتم تطبيق جهد سلبي لإيقاف تشغيلها. لكن مفاتيح الطاقة المستخدمة في أجهزة الشحن والمحولات تحتاج إلى العمل في الاتجاه المعاكس، في وضع التحسين، أي إيقاف التشغيل بشكل طبيعي وعدم حمل التيار، وتشغيلها فقط عند تطبيق جهد كهربائي إيجابي. ولتحقيق ذلك، قام الفريق بدمج ترانزستور GaN مع ترانزستور السيليكون المتوفر تجاريًا لإبقاء الجهاز مغلقًا بشكل طبيعي.
الصورة: من اليسار إلى اليمين: سرينيفاسان راغافان، مانيش ماندال، ريجو بيبي، كوشيك باسو، وديجبجوي إن ناث (الصورة: أشوتوش فيشواكارما).
يوضح ريجو بيبي، طالب الدكتوراه في مركز CeNSE، والمؤلف الأول للورقة البحثية: "تم أيضًا تطوير عبوة الجهاز محليًا". بعد التعبئة والاختبار، وجد الفريق أن أداء الجهاز كان مشابهًا لأحدث المحولات المتاحة تجاريًا، مع وقت تبديل يبلغ حوالي 50 نانو ثانية بين التشغيل وإيقاف التشغيل.
للمضي قدمًا، يخطط الباحثون لزيادة أبعاد الجهاز حتى يتمكن من العمل عند تيارات عالية. إنهم يخططون أيضًا لتصميم محول طاقة يمكنه زيادة أو خفض الفولتية.
ويشير ناث إلى أنه "إذا نظرت إلى المنظمات الإستراتيجية في الهند، فستجد أنها تواجه صعوبة في شراء ترانزستورات GaN... ومن المستحيل استيرادها بما يتجاوز كمية معينة أو تصنيف طاقة/تردد معين". "هذا في الأساس دليل على تطوير تكنولوجيا GaN المحلية."
يتم تمويل العمل من قبل MeitY & DST Nano Mission من خلال NNETRA، وMoE (MHRD) من خلال NIEIN، وSCL/ISRO.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.semiconductor-today.com/news_items/2023/sep/iisc-280923.shtml
