GaN چیست؟ هر آنچه که باید در مورد فناوری شارژ مبتنی بر نیترید گالیوم بدانید

در طول سال گذشته، ممکن است متوجه شده باشید که بسیاری از شرکت‌های سازنده شارژرهای USB در مورد فناوری GaN یا نیترید گالیوم صحبت می‌کنند. ZDNET بسیاری از محصولات مبتنی بر GaN را بررسی کرده است و می‌توانید لیست ما از بهترین شارژرهای GaN را در اینجا بیابید.

اما این فناوری GaN/گالیوم نیترید چیست؟ مزایای GaN چیست؟ و آیا باید همه شارژرهای خود را امروز ارتقا دهید؟

همچنین: بهترین کابل های USB-C برای آیفون 15: آنچه کارشناسان توصیه می‌کنند

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 گالیم (فرمول شیمیایی آن GaN است) یک ماده نیمه هادی کریستال مانند با خواص ویژه است.GaN برای چندین دهه در الکترونیک مورد استفاده قرار گرفته است، که با LED ها در دهه 1990 شروع شد، جایی که از آن برای انتشار نور به تلویزیون ها و نمایشگرهای رایانه استفاده می‌شد و بعداً راه خود را به پنل های 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 - سیلیکون می‌شود. ترانزیستور چیست و چرا GaN بهتر است؟

ترانزیستور یک سوئیچ الکترونیکی کوچک است که خیلی سریع باز و بسته می‌شود و GaN در هنگام استفاده در ترانزیستورها نسبت به سیلیکون مزایای زیادی دارد.نه تنها ترانزیستورهای GaN کوچکتر از ترانزیستورهای سیلیکونی هستند، بلکه می‌توانند توان بیشتری را حمل کنند، سریعتر سوئیچ کنند (حدود 40 میلیون بار در ثانیه، تقریباً چهار برابر سریعتر از ترانزیستورهای سیلیکونی)، و مصرف انرژی بسیار بیشتری دارند.

در حالی که ترانزیستورهای سیلیکونی دارای راندمان انرژی در حدود 87% هستند، ترانزیستورهای GaN این راندمان را به بیش از 95% افزایش می‌دهند. مزایای دنیای واقعی فناوری GaN چیست؟

کاهش اندازه ترانزیستور به این معنی است که شارژرهای جدید GaN USB می‌توانند از نظر فیزیکی کوچکتر از شارژرهای قدیمی با فناوری سیلیکونی باشند.و در حالی که داشتن شارژرهای کوچکتر خوب است، افزایش راندمان مهم ترین عامل در مورد شارژرهای USB است زیرا هرچه یک قطعه الکترونیکی کارآمدتر باشد، گرمای اتلاف کمتری تولید می‌کند. و هرچه گرمای اتلاف کمتری تولید شود، احتمال گرم شدن بیش از حد کمتر و خنک‌کردن کمتری برای کارکرد ایمن شارژر لازم است.

به طور قابل درک، مصرف کنندگان نگران هستند وقتی شارژرها در لمس گرم می‌شوند.در حالی که برای شارژرهایی که از ترانزیستورهای سیلیکونی استفاده می‌کنند معمول است تا به نقطه‌ای برسد که تقریباً بیش از حد داغ باشد، اما به ندرت احساس می‌کنم شارژرهایی که از فناوری GaN استفاده می‌کنند، گرمای ملایمی داشته باشند. سوئیچینگ سریعتر همچنین به این معنی است که یک ترانزیستور GaN در داخل یک شارژر می‌تواند کنترل بهتری بر شارژ داشته باشد و به رویدادهایی مانند گرمای بیش از حد یا ولتاژ بسیار سریعتر از ترانزیستورهای قدیمی پاسخ دهد.

این راندمان بیشتر و سوئیچینگ سریع‌تر برای شارژرهای مدرن USB-C بسیار مهم است زیرا USB-C حتی بارهای برق فزاینده‌ای را حمل می‌کند، با بارهای ۱۰۰ وات در هر پورت و بالاتر در حال حاضر رایج است و شارژرهای ۲۴۰ واتی به زودی به واقعیت تبدیل می‌شوند.

مزیت دیگر این است که یک شارژر منفرد می‌تواند چندین پورت با خروجی بالا داشته باشد، مانند ایستگاه شارژ رومیزی 5 پورت GaN Ugreen 300W، که دارای پورت‌های USB-C با توان 140 وات و 100 وات است، بنابراین یک شارژر GaN می‌تواند جایگزین انبوهی از شارژرها شود.شارژرهای قدیمی فناوری هایی مانند Qi2 در کجا با GaN مطابقت دارند؟

Qi2 یک استاندارد شارژ بی سیم جدید توسط کنسرسیوم Wireless Power (WPC) است که دارای نمایه برق مغناطیسی (MPP) است که بر اساس فناوری شارژ MagSafe اپل است (اپل یک بازیگر کلیدی در WPC است). مانند MagSafe، شارژرهای Qi2 از حلقه ای از آهنربا استفاده می‌کنند تا گوشی هوشمند را به طور کامل با شارژر هماهنگ کند تا قدرت شارژ سریعتر را فراهم کند.

و نگران نباشید، شارژرهای Qi2 به طور کامل با دستگاه های اندرویدی قدیمی Qi و همچنین آیفون های سازگار با MagSafe سازگار خواهند بود. شارژرهای GaN به سازندگان این امکان را می‌دهد که شارژرهای کوچکتر، جمع و جورتر و خنک تر را برای چنین دستگاه های نسل بعدی بسازند. آیا امروز باید به GaN ارتقا دهید؟

خوب، بنابراین 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 کردید، از آنها استفاده کنید و سپس یک شارژر جدید GaN USB را انتخاب کنید که متناسب با نیاز شما باشد.اگر مشکلی در شارژرهای شما وجود ندارد و آنها کاری را که شما می‌خواهید انجام می‌دهند، 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، من به شدت توصیه می‌کنم شارژر GaN را انتخاب کنید زیرا با هزینه کمی اضافی از تمام مزایای فناوری مدرن بهره می‌برید. چگونه می‌توانید بفهمید که شارژر GaN می‌خرید؟نگران نباشید، آن را در سراسر بازاریابی می‌گویند!

همچنین: استفاده از کابل USB-C اشتباه می‌تواند به فناوری شما آسیب برساند.در اینجا نحوه جلوگیری از آن آمده است اگر به دنبال شارژر GaN هستید، دو شرکتی که توصیه می‌کنم به‌ آنها نگاهی بیندازید Anker و Ugreen هستند.هر دو شارژرهای باکیفیت تولید می‌کنند و انتخاب بسیار خوبی دارند، از واحدهای شارژ کوچک و قابل حمل گرفته تا شارژرهای رومیزی بزرگتر.

مزایای سیستم های مبتنی بر GaN شامل توانایی ارائه کارایی بیشتر، کاهش قابل توجه اندازه و وزن و بهبود عملکرد حرارتی است.این توانایی یک چرخه جابجایی در بازارهای سنتی سیلیکون ایجاد می‌کند و کاربردهای جدیدی مانند فناوری سنجش از دور (lidar) و سیستم های ذخیره انرژی برای کاربردهای خورشیدی را امکان پذیر می‌کند. آیا GaN می‌تواند جایگزین سیلیکون شود؟ در سال 1978 ماسفت‌های قدرت سیلیکونی به عنوان جایگزین سریع‌تری برای دستگاه‌های دوقطبی کندتر و قدیمی‌تر عرضه شدند.اولین پذیرندگان ماسفت قدرتمند برنامه هایی بودند که در آن دوقطبی به اندازه کافی سریع نبود.نمونه امضایی برای پذیرش آن منبع تغذیه سوئیچینگ برای رایانه رومیزی بود و از آنجا MOSFET تبدیل به دستگاه تبدیل قدرت انتخابی برای صنعت نیمه هادی شد.

باتوجه به روند توسعه تکنولوژی گان این نوع شارژرها در تولیدی ماتیکا مورد توجه قرار گرفته است و نمونه های پرومکس این تولیدی مجهز به فناوری گان شده است.

محصولات تولیدی ماتیکا

تولیدی ماتیکا مورد توجه قرار گرفته است و نمونه های پرومکس این تولیدی مجهز به فناوری گان شده است.

تولیدی مجهز به فناوری گان شده است.

توسعه تکنولوژی گان این نوع شارژرها در تولیدی ماتیکا

باتوجه به روند توسعه تکنولوژی گان این نوع شارژرها در تولیدی ماتیکا مورد توجه قرار گرفته است و نمونه های پرومکس این تولیدی مجهز به فناوری گان شده است.