X

Nos horaires | Nous joindre : (+33) 1 69 45 00 00 | Contactez-nous

Parcourir les rayons
Marques834 Marques
Nouveautés340 Nouveautés
Offres du moment34 Offres du moment
Déstockages2973 Déstockages

Les infos techniques de la-bs.com

IT - Technologie GaN (Gallium Nitride) - Technologie de semi-conducteurs avancée

IT - Technologie GaN (Gallium Nitride) - Technologie de semi-conducteurs avancée

 

1. Définition et principe

GaN (Gallium Nitride) est un semi-conducteur à large bande interdite qui permet la fabrication de transistors et dispositifs de puissance plus efficaces et compacts que ceux basés sur le silicium (Si).

Les principaux objectifs de l’utilisation du GaN sont :

  • Réduire les pertes d’énergie dans les circuits de conversion de puissance,
  • Augmenter la densité de puissance et la compacité des alimentations,
  • Permettre des vitesses de commutation plus élevées pour l’électronique de puissance moderne.

2. Principe de fonctionnement

2.1. Semi-conducteur à large bande interdite

  • Le GaN possède une large bande interdite (~3,4 eV), beaucoup plus élevée que le silicium (~1,1 eV).
  • Cela permet au dispositif GaN de supporter des tensions plus élevées avec moins de perte et d’avoir une haute efficacité énergétique.

2.2. Commutation rapide

  • Les transistors GaN peuvent commuter à des fréquences beaucoup plus élevées que les transistors Si (jusqu’à plusieurs MHz).
  • Les hautes fréquences permettent de réduire la taille des composants passifs (inductances, condensateurs), rendant les alimentations plus compactes.
 

3. Avantages du GaN par rapport au silicium

Caractéristique

GaN

Silicium (Si)

Tension maximale

Très élevée

Limité

Courant

Élevé

Limité

Vitesse de commutation

Plusieurs MHz

KHz à quelques centaines kHz

Pertes

Faibles

Plus élevées

Taille des composants

Compact

Plus volumineux

Efficacité

95–98 %

85–92 %

Chaleur générée

Faible

Plus importante

→ GaN permet des chargeurs, adaptateurs et convertisseurs plus petits, plus rapides et plus efficaces.

🛠 4. Applications de la technologie GaN

4.1. Chargeurs et adaptateurs

  • Chargeurs USB-C haute puissance (65 W, 100 W, 140 W), plus petits que les modèles classiques en silicium.
  • Chargeurs rapides pour smartphones, tablettes et ordinateurs portables.

4.2. Alimentation et convertisseurs de puissance
 

  • Alimentations industrielles et pour serveurs.
  • Convertisseurs DC-DC haute fréquence et à haute efficacité.

4.3. Véhicules électriques et systèmes embarqués

  • Chargeurs embarqués, on-board chargers (OBC).
  • Réduction des pertes et du poids dans les systèmes de puissance.

4.4. Électronique de puissance avancée

  • Inverseurs photovoltaïques et systèmes d’énergie renouvelable.
  • Modules d’alimentation pour applications RF et télécommunications.

 

5. Limites et considérations techniques

  • Coût supérieur au silicium : Les dispositifs GaN restent plus chers, mais le coût diminue progressivement.
  • Sensibilité aux surtensions et ESD : Les circuits doivent être correctement protégés.
  • Compatibilité thermique : La dissipation thermique doit être optimisée malgré la faible perte.

 

6. Perspectives et évolution

  • GaN 650 V et 1200 V : pour les applications industrielles et EV.
  • Intégration dans des modules tout-en-un (GaN IC) simplifiant le design des alimentations.
  • Remplacement progressif du silicium dans les chargeurs et convertisseurs haute efficacité.

 

Conclusion

La technologie GaN transforme l’électronique de puissance en offrant des dispositifs plus compacts, plus rapides et plus efficaces, avec une efficacité énergétique accrue et une réduction de la taille des alimentations. Elle devient progressivement un standard pour les chargeurs haute puissance et les applications industrielles avancées.