Alimenter l'avenir grâce au GaN

En général, quand je pense aux semi-conducteurs et aux transistors, je visualise des dispositifs au silicium. Cela pourrait bien changer, car des technologies alternatives commencent à se développer, en particulier dans le domaine de l'alimentation et de la puissance. Le nitrure de gallium, ou GaN, fait partie de ces alternatives. Les ingénieurs cherchent toujours à augmenter les capacités des composants sans augmenter leur taille, et l'un des principaux avantages des systèmes basés GaN est justement une meilleure densité de puissance. Les dispositifs GaN offrent une commutation plus rapide et sont capables de gérer davantage de courant que les dispositifs au silicium, et ce dans un boîtier plus compact. Très intéressant, pas vrai ?

Comme vous l'avez certainement deviné, ces avantages ont un coût. Les FET GaN sont bien plus sélectifs quant à la tension appliquée au niveau de la grille. Il est donc important d'utiliser un circuit d'attaque de grille approprié. Par exemple, chez Texas Instruments, le LMG1210 est un circuit d'attaque qui régule en permanence la tension de grille à 5 V, pour plus de sécurité. La société propose une conception de référence de circuit d'attaque en demi-pont qui combine leur circuit d'attaque à des FET GaN à mode d'enrichissement d'EPC et à des inductances de Wurth. Cette solution peut fonctionner jusqu'à 50 MHz, exploitant ainsi pleinement les capacités de commutation haute vitesse du GaN tout en maintenant une empreinte compacte sur la carte à circuit imprimé.

Schéma fonctionnel de la conception de référence TIDA-01634 (source de l'image : Texas Instruments)

Avec leur rendement plus élevé et leur taille compacte, les convertisseurs CC/CC représentent l'une des applications majeures pour la technologie GaN. Mais même s'il est toujours bon d'avoir des alimentations plus efficaces, le GaN est également utilisé dans d'autres applications plus prestigieuses. Si vous vous intéressez au son, sachez que les amplificateurs de classe D basés GaN offrent une distorsion réduite par rapport à leurs homologues au silicium. Le GaN est également utilisé dans mon application préférée : les circuits d'attaques LIDAR plus haute résolution.

(Source de l'image : EPC)

En fin de compte, avoir davantage d'options est toujours un plus. Si vous avez l'impression que votre étage de puissance au silicium n'est plus à la hauteur, la technologie GaN est une très bonne alternative.

Ressources supplémentaires :

1 – Solution GaN de puissance