افزایش بهره وری شارژرها با ظهور فناوری نیترید گالیوم

در طول سال گذشته ممکن است خبردار شده باشید که بسیاری از شرکت‌های سازنده شارژرهای USB در مورد فناوری GaN یا نیترید گالیوم صحبت می‌کنند.

به گزارش تک ناک، اما این فناوری GaN یا گالیوم نیترید چیست؟ مزایای GaN چیست؟ و آیا باید همه شارژرهای خود را امروز ارتقا دهید؟ برای پاسخ به این سؤالات، باید به سفری کوچک برویم، سفری که به آرامی شیمی، فیزیک و الکترونیک را لمس کند.

نیترید گالیوم چیست؟

نیترید گالیوم (فرمول شیمیایی آن GaN است) یک ماده نیمه هادی کریستال مانند با خواص ویژه است. GaN برای دهه‌ها در صنایع الکترونیک مورد استفاده قرار گرفته است. استفاده از آن با LED در دهه 1990 میلادی شروع شد، جایی که برای انتشار نور به تلویزیون‌ها و نمایشگرهای رایانه‌ای مورد استفاده قرار گرفت و بعداً راه خود را به پنل‌های خورشیدی پیدا کرد، جایی که برای تبدیل نور به الکتریسیته استفاده می‌شد.
اکنون GaN راه خود را به ترانزیستورها پیدا کرده است و جایگزین مواد نیمه هادی مورد علاقه قبلی صنعت یعنی سیلیکون می شود.

ترانزیستور چیست و چرا نیترید گالیوم بهتر است؟

ترانزیستور یک سوئیچ الکترونیکی کوچک است که خیلی سریع باز و بسته می شود . استفاده از GaN مزایای زیادی نسبت به سیلیکون در ترانزیستورها دارد. نه تنها ترانزیستورهای GaN کوچکتر از ترانزیستورهای سیلیکونی هستند، بلکه می‌توانند توان الکتریکی بیشتری را حمل کنند، سریع‌تر سوئیچ کنند (حدود 40 میلیون بار در ثانیه و تقریباً چهار برابر سریع‌تر از ترانزیستورهای سیلیکونی) و مصرف انرژی بسیار بیشتری دارند.
در حالی که ترانزیستورهای سیلیکونی دارای راندمان انرژی در حدود 87 درصد هستند، ترانزیستورهای GaN این راندمان را به بیش از 95 درصد افزایش می دهند.

مزایای دنیای واقعی فناوری نیترید گالیوم چیست؟

کاهش اندازه ترانزیستور به این معنی است که شارژرهای جدید USB نیتراتن گالیوم می توانند از نظر فیزیکی کوچکتر از شارژرهای قدیمی با فناوری سیلیکونی باشند و در حالی که داشتن شارژرهای کوچکتر خوب است، افزایش راندمان مهم ترین فاکتور در مورد شارژرهای USB است .هرچه یک قطعه الکترونیکی کارآمدتر باشد، گرما و اتلاف انرژی کمتری تولید می کند و هرچه گرمای کمتری تولید شود، احتمال گرم شدن بیش از حد کمتر می شود ونیاز به خنک‌کردن کمتری برای کارکرد ایمن شارژر لازم است.

به طور قابل درک، مصرف کنندگان نگران هستند که شارژرها داغ شوند. در حالی که برای شارژرهایی که از ترانزیستورهای سیلیکونی استفاده می‌کنند به طور معمول گرمای بیشتری را تولید می کنند و این دمای بالا را می توان با دست زدن به شارژر متوجه شد ، اما شارژرهایی که از فناوری GaN استفاده می‌کنند، گرمای کمتری تولید می کنند.

سوئیچینگ سریعتر همچنین به این معنی است که یک ترانزیستور GaN در داخل یک شارژر می تواند کنترل بهتری بر شارژ داشته باشد و به رویدادهایی مانند گرمای بیش از حد یا تغییر ولتاژ بسیار سریعتر از شارژر های ترانزیستوری قدیمی پاسخ دهد.این راندمان بیشتر و سوئیچینگ سریعتر برای شارژرهای مدرن USB-C حیاتی است زیرا USB-C توان الکتریکی فزاینده را تحمل می کنند.در حال حاظر شارژر های با توان الکتریکی 100 واتی در بین مصرف کنندگان وجود دارد و شارژرهای 240 واتی به زودی به واقعیت تبدیل می شوند.

آیا امروز باید به GaN ارتقا دهید؟

شارژرهای USB GaN مزایای زیادی دارند. آیا این بدان معناست که باید شارژرهای قدیمی خود را دور بریزید و ارتقا دهید؟ اگر از شارژرهای موجود خود راضی هستید، تا زمانی که نیاز به ارتقاء را احساس نکردید، از آنها استفاده کنید و سپس یک شارژر جدید یو اس بی GaN متناسب با نیاز خود انتخاب کنید. اگر مشکلی در شارژرهای شما وجود ندارد و آنها کاری را که شما می خواهید انجام می دهند، شرم آور است که آنها را به زباله های الکترونیکی تبدیل کنید.
با این حال، اگر امروز به یک شارژر USB کوچکتر و خنک‌تر نیاز دارید، انتخاب شارژر GaN به شدت توصیه میشود زیرا با هزینه کمی اضافی از تمام مزایای فناوری مدرن بهره می‌برید.