Интересно Экспериментальный супертранзистор обещает революцию в сфере зарядных устройств

[Sepultura_North]

Скорость GaN и мощность SiC: экспериментальный супертранзистор обещает революцию в сфере зарядных устройств​

17 января, 2024

Новаторский подход позволил эффективно объединить несочетаемые ранее материалы.

Инженеры из Гонконгского университета науки и технологий в сотрудничестве с тремя другими китайскими научными институтами разработали новый тип транзистора на основе двух передовых полупроводниковых материалов — нитрида галлия (GAN это аббревиатура, которая означает 'Генеративно-состязательные сети' (Generative Adversarial Networks) и представляет собой класс искусственных нейронных сетей, которые используются для создания новых данных, имитируя существующие.
В GAN две нейронные сети, генератор и дискриминатор, соревнуются друг с другом в игре, которая позволяет генератору создавать новые данные, необходимые для выполнения задачи, в то время как дискриминатор старается отличить их от реальных данных. Обучение GAN происходит путем обучения генератора на основе ошибок, которые он допускает при создании новых данных, а также обучения дискриминатора на основе ошибок, которые он допускает при различении между реальными и сгенерированными данными.
GAN широко используются в различных областях искусственного интеллекта, таких как компьютерное зрение, обработка естественного языка и создание генеративных моделей.
GaN) и карбида кремния (SiC). Это гибридное устройство, названное HyFET (Hybrid Field-Effect Transistor), объединяет лучшие свойства GaN и SiC, минимизируя их недостатки.

Ранее нитрид галлия и карбид кремния уже нашли широкое применение в силовой электронике благодаря ряду преимуществ по сравнению с традиционным кремнием. Они широко используются, например, в зарядных устройствах для электромобилей и гаджетов. Однако у каждого из этих материалов есть определённые недостатки, которые снижают эффективность приборов.
В частности, подвижность электронов в канале SiC-транзисторов невысока, что ограничивает их быстродействие. А для GaN характерно явление «динамического сопротивления в открытом состоянии», когда это сопротивление зависит от приложенного напряжения.
Гибридный транзистор HyFET позволяет взять самые сильные стороны обоих материалов. В этом устройстве высокоподвижные электроны в GaN-транзисторе контролируют работу мощного SiC-транзистора. Это даёт возможность добиться высокой частоты переключения (благодаря GaN) при сохранении способности блокировать напряжение в 600 В (благодаря SiC).
По словам Дебдипа Джены, профессора Корнеллского университета, «работа имеет большой потенциал и заслуживает внимания». Однако другие эксперты в области силовой электроники высказывают и более сдержанные оценки, отмечая, что гибридная технология существенно усложняет и удорожает производство, поскольку требует совмещения двух разных полупроводниковых техпроцессов в одном производственном цеху.
Кроме того, с развитием технологии GaN его характеристики могут настолько улучшиться, что отпадёт необходимость в подобных гибридных решениях. По словам профессора Калифорнийского университета Умеша Мишры, большинство преимуществ HyFET можно было бы получить и более дешёвым способом — просто упаковав GaN и SiC транзисторы в один корпус.
Тем не менее, создание первого в мире гибридного транзистора HyFET безусловно является впечатляющим техническим достижением. Прибор уже продемонстрировал очевидные преимущества перед аналогами, а дальнейшее совершенствование технологии лишь улучшит характеристики транзистора и сделает его практически применимым в сфере силовой электроники.