JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Kaupalliset galliumnitridin tehopiirit eivät pysty käsittelemään yli 600 voltin jännitteitä, mikä rajoittaa niiden käytön kulutuselektroniikkaan. IEEE:n International Electron Devices Meeting k-okouksessa MIT:n, IQE:n, Columbia Universityn, IBM:n ja Singapore-MIT Alliance for Research and Technologyn tutkijat esittivät uuden suunnitteluratkaisun, joka testeissä mahdollisti galliumnitridisten tehopiirin kytkevän 1200 voltin jännitteitä.

Sellaisella on jo riittävästi kapasiteettia vaikka sähköautoihin, mutta tutkijat korostavat, että heidän laite on vasta laboratorion prototyyppi. Tutkijat uskovat, että lisätutkimus voi lisätä kapasiteettia 3300-5000 voltin alueelle, jolloin galliumnitridin tehokkuus saadaan myös sähköverkon tehoelektroniikkaan.

Nykyisissä kaupallisissa galliumnitridin tehopiireissä virtaa kuljetetaan ja ohjaillaan materiaalin ohuessa pintakerroksessa. Sen paksuus voi olla vain 50 nanometriä ja myös kaikki lämpö syntyy tällä alueella.

Keskisuurille ja suuritehoisille sovelluksille pystysuorat rakenteet ovat paljon parempia. Niissä virta kulkee puolijohteen läpi pystysuoraan rakenteen läpi, joten lämpöhäviökin on paljon yhtenäisempi. Lisäksi myös tulo- ja lähtöliitännöillä on enemmän tilaa.

Vaikka nämä edut ovat tunnettuja, galliumnitridistä on vaikea valmistaa pystysuoria rakenteita. Ongelmana on tehokkaan sähkökentän tuottavan ohjausportin toteutus taloudellisesti mielekkäällä tavalla.

Nyt tutkijaryhmä sai aikaan yksinkertaisen, mutta tehokkaan vaihtoehdon. He onnistuivat siinä kaventamalla virtaa kuljettavaa rakennetta niin, että enää ei tarvita sisäisiä eristeitä reitittämään virtaa kapealle alueelle.

Kehitetyillä galliumnitriditransistoreilla on yläpinnalla evämäiset ulokkeet, jonka reunan molemmilla puolilla on sähköiset, porttina toimivat kontaktit. Virta siirtyy transistoriin kontaktin kautta, joka on ulokkeen päällä ja poistuu rakenteen pohjasta. Evien kapeus takaa, että hilaelektrodi pystyy vaihtamaan transistorin päälle ja pois päältä.

Veijo Hänninen

Nanobittejä 11.12.2017

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

IoT-suunnittelusta demokraattisempaa – avoimen koodin korteilla ja yhteisöjen tuella

Avoimen koodin ohjelmistojen rinnalle ovat tulossa avoimen koodin laitteistot ja kortit. Niiden ja suunnittelijayhteisöjen avulla yhä useampi rakentelija voi saada IoT-suunnittelunsa valmiiksi tuotteeksi asti.

Lue lisää...
 
ETN_fi Langaton anturi kertoo betonin kosteuden https://t.co/QF085IazLJ @MatoEngineering @japikas @FinnBuild
ETN_fi Phoenix Contact ostaa kaksi saksalaista yritystä: SKS Kontakttechnik keskittyy sähkömekaniikkaan, Pulsotronic GmbH… https://t.co/AfQDWxGQ6x
ETN_fi First truly black solar modules roll off industrial production line @AaltoUniversity https://t.co/ym11lOA2lL
ETN_fi Telian toimitusjohtaja: 5G-datassa kokeillaan uusia hintamalleja https://t.co/we8ryxGl4D @teliafinland
 
 

ny template