Статьи, Пресс-релизы

GaN-зарядки: недостатки и преимущества над кремниевыми

23.06.2021

Недавно на полки магазинов поступили мощные, компактные зарядные устройства с несколькими интерфейсами для подзарядки двух и более устройств. На упаковках аксессуаров, независимо от производителя, красуется слово «GaN» – название бинарного химического соединения атомов галлия и азота. Рассмотрим, что это вещество способно изменить в мире электроники, станут ли зарядки на его основе массовым продуктом в ближайшие годы.

Введение

Атом – кирпичик химического вещества, представленный ядром и электронным облаком. Когда электроны в нём неподвижны, вещество относится к изоляторам – не проводит электрический ток; если элементарные частицы движутся – переносят заряд – это проводник. Существуют полупроводниковые материалы, на которых построена вся электроника. В обычном состоянии электроны в них неподвижны, но воздействие внешних факторов заставляет элементарные частицы двигаться – проводить электрический ток.

Между собой проводники отличаются размерами:

  • Зоны проводимости – чем она больше, тем материал ближе по свойствам к проводнику, чем меньше – к изолятору.
  • Запрещённой зоны – от размеров зависит энергия, необходимая для переключения состояния транзистора.

Величина запрещённой зоны у кремния – 1,1 эВ, у нитрида галлия – 3,4 эВ.

Сильные стороны GaN-зарядок

Увеличенная втрое ширина запрещённой зоны позволяет GaN-чипам работать в более сложных условиях, чем кремниевые элементы. Рассмотрим преимущества нитрида галлия.

Габариты и энергоэффективность

Микросхемы на базе GaN работают с большими температурами и более высоким напряжением, чем кремниевые. При подаче на кремниевый транзистор напряжения, превышающего допустимое, он пропустит ток, даже когда «закрыт». При этом произойдёт пробой транзистора, схема выйдет из строя. GaN-чипы имеют повышенный ток пробоя.

Чтобы транзистор выдерживал большее напряжение, его габариты увеличивают. Здесь GaN-зарядки имеют преимущество над кремниевыми – они компактнее: 65-ваттные устройства отличаются по габаритам на треть.

Максимальная рабочая температура кремниевых процессоров не превышает 100° C, микросхемы на базе GaN исправно функционируют при 300° С. Даже мощные устройства обходятся без охлаждения.

Универсальность

GaN-зарядки оснащают разнообразием USB-интерфейсов для одновременной подзарядки двух и более устройств. Для обеспечения необходимой мощности оно будет крупнее адаптера с одним USB- интерфейсом.

Минусы GaN-зарядок

Почему при столь большом количестве преимуществ зарядки на основе нитрида галлия не заполнили прилавки магазинов? На первый план выходит финансовый вопрос. Во-первых, производство GaN чипов обходится дороже кремниевых. Во-вторых, электроника основана на кремнии, и перестройка технологических процессов на новые рельсы вызовет немалые расходы. Они повысят себестоимость продукции.

Производство GaN-микросхем – более сложный и затратный процесс из-за увеличенного в 100 раз количества дефектов в кристаллической структуре. При изготовлении микросхем они недопустимы.

Исходя из изложенного выше:

  • GaN-зарядки компактнее, производительнее, но дороже кремниевых аналогов.
  • Технологический процесс со временем совершенствуется и удешевляется.
  • Изготовлять чипы на нитриде галлия можно на мощностях, где производятся кремниевые микросхемы, за GaN будущее.

Какую GaN-зарядку купить

На рынке существует масса предложений, некоторые из них мы рассмотрим ниже.

Baseus GaN Charger 45W

Один из наиболее компактных и дешёвых девайсов. Выдаёт 45 Вт, чего с запасом хватит для любого смартфона. Оснащается парой USN-портов: Type-C и Type-A. Работает с распространёнными протоколами: QC 4, Power Delivery и прочими.

Ugreen GaN 65W PD Charger

Маленькое зарядное устройство мощностью 65 Вт с четырьмя USB-выходами: Type-A и 3 × Type-C.

Xiaomi Mi 65W Fast Charger

Шустрый зарядный адаптер мощностью 65 Вт с одним USB-интерфейсом. Справится даже с зарядкой ноутбука.

Выводы

С усовершенствованием производства GaN-чипов они вытеснят с рынка кремниевые зарядные устройства. Пока же их производство слишком затратное, что типично для большинства новых технологий.




Дата публикации: 23/06/2021





Другие новости раздела

05.10.2014
Некоторые люди предпочитают проводить свое свадебное торжество в каком-нибудь престижном ресторане или арендуют для этого выставочный зал. А другие пары предпочитают, чтобы ихняя свадьба проходила на природе. Желание похвальное, как как его осуществить, чтобы ни солнце не жгло, ни ветер не мешал?
14.10.2014
Раньше для забора применялся только деревянный штакетник, а сегодня имеется возможность установить металлический штакетник для заборов или же из пластика. Сравнивая эти три материала, следует отдать предпочтение металлическому варианту, так как это более прочный и долговечный материал.
15.10.2014
Здоровый и крепкий сон может зависеть как от удобного матраса, также и от правильно подобранного постельного белья. При его выборе не стоит подбирать его только по цене, так как на нем каждый день приходится спать около 8-и часов. И если это будет не совсем качественный материал, да еще с элементами синтетики, то ни о каком спокойном сне не может быть и речи

Еще новости:
Прекрасный отдых для всех и каждого
Выбор межкомнатных дверей
Что лучше - варежки или перчатки