MIT-forskare tillkÀnnager nya transistorer som möjliggör mer energieffektiv elektronik

MIT-forskare tillkÀnnager nya transistorer som möjliggör mer energieffektiv elektronik

MIT, MIT Forskare, transistorer, Power Electronics, Cambridge Electronics Inc, CEI, kisel, GaN, galliumnitrid, elektronik, effektiv elektronik, bÀrbara batterier, elbilar, vÀxelriktare, kraftkÀlla, gadgetnyheter, tekniska nyheter, teknik MIT-forskare har meddelat ett nytt material som heter Gallium Nitride som Àr effektivare Àn kisel (KÀlla: MIT)

Ett material som kallas galliumnitrid (GaN) Àr redo att bli nÀsta halvledare för kraftelektronik, vilket möjliggör mycket högre effektivitet Àn kisel.

Massachusetts Institute of Technology spinout Cambridge Electronics Inc (CEI) har meddelat en rad GaN-transistorer och kraftelektroniska kretsar som lovar att minska energianvÀndningen i datacenter, elbilar och konsumentenheter med 10 till 20 procent vÀrlden över fram till 2025.

MÄnga av dessa kraftelektroniksystem Àr beroende av kiseltransistorer som slÄs pÄ och av för att reglera spÀnning men pÄ grund av hastighets- och motstÄndsbegrÀnsningar slösar energi som vÀrme. CEI: s GaN-transistorer har Ätminstone en tiondel motstÄndet hos sÄdana kiselbaserade transistorer, vilket möjliggör mycket högre energieffektivitet.

Medan GaN-transistorer har flera fördelar jÀmfört med kisel, har sÀkerhetsnackdelar och dyra tillverkningsmetoder i stort sett hÄllit dem utanför marknaden. Forskarna lyckades övervinna dessa frÄgor.

Krafttransistorer Àr konstruerade för att strömma höga strömmar nÀr de Àr pÄ och för att blockera höga spÀnningar nÀr de Àr avstÀngda.

Men GaN-transistorer Ă€r vanligtvis ‘normalt pĂ„’ – vilket innebĂ€r att de som standard alltid tillĂ„ter ett strömflöde.

Forskarna utvecklade GaN-transistorer som var ‘normalt av’ genom att Ă€ndra materialets struktur.

“Vi pratar alltid om GaN som gallium och kvĂ€ve, men du kan modifiera det grundlĂ€ggande GaN-materialet, lĂ€gga till föroreningar och andra element, för att Ă€ndra dess egenskaper”, sĂ€ger CEI-grundare Tomas Palacios, en MIT-docent som co-uppfann tekniken .

För att sÀnka tillverkningskostnaderna utvecklade forskarna nya tillverkningstekniker som involverade byte av guldmetaller som anvÀnds vid tillverkning av GaN-apparater för metaller som var kompatibla med kiselframstÀllning och utveckling av sÀtt att deponera GaN pÄ stora skivor som anvÀnds av kiselgjuterier.

CEI anvĂ€nder för nĂ€rvarande sina avancerade transistorer för att utveckla strömadaptrar för bĂ€rbara datorer med en volym pĂ„ cirka 1,5 kubikcentimeter – den minsta som nĂ„gonsin gjorts.

Bland de andra genomförbara applikationerna för transistorerna Àr bÀttre kraftelektronik för datacenter som drivs av Google, Amazon, Facebook och andra företag för att driva molnet.
För nÀrvarande Àter dessa datacenter cirka 2 procent av elen i USA. Men GaN-baserad kraftelektronik, sa Palacios, kan spara en mycket betydande del av det.

En annan applikation kommer att ersÀtta den kiselbaserade kraftelektroniken i elbil, sa Palacios.

Dessa finns i batteriladdarna och vÀxelriktarna som omvandlar batteriströmmen för att driva elmotorerna.

De kiseltransistorer som anvÀnds idag har en begrÀnsad effektförmÄga som begrÀnsar hur mycket kraft bilen kan hantera. Detta Àr en av de frÀmsta anledningarna till att det finns fÄ stora elektriska fordon, sÀger forskarna.

Å andra sidan kan GaN-baserad kraftelektronik öka eleffektens effekt, samtidigt som de blir mer energieffektiva och lĂ€ttare – och dĂ€rmed billigare och kan köra lĂ€ngre strĂ€ckor.

© IE Online Media Services Pvt Ltd.