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VI Power POWER 20 - GENNAIO-FEBBRAIO 2019 Nei componenti di potenza di nuova generazione è il ni- truro di gallio (GaN) a dominare la scena e nella missione SpaceX concepita dal CEO di Tesla Elon Musk e partita a febbraio dello scorso anno verso Marte con il razzo Fal- con Heavy sono stati scelti i transistor GaN proprio per le loro caratteristiche di potenza e prestazioni. È probabile che Musk abbia anche l’intenzione di cercare su Marte il prezioso litio che non abbonda sulla terra ma, in effet- ti, nemmeno il gallio abbonda e però è fortunatamente realizzabile a basso costo come residuo della lavorazione dell’alluminio e del zinco e perciò al momento è certa- mente competitivo. A viaggiare verso Marte sono stati i transistor GaN Renesas ISL70023SEH, ISL70024SEH e ISL70040SEH di progettazione Intersil (acquisita un paio di anni fa) con struttura FET in grado di trasferire l’ener- gia fino a 86 MeVcm 2 /mg. Il primo è da 100 V e 60 A e il secondo da 200 V e 7,5 A mentre il terzo serve per ali- mentarli con 4,5 V stabili e comandarne le commutazioni. I package sono a montaggio superficiale da 9,0 x 4,7 mm per i primi due e da 6 x 6 mm per il terzo e per tutti la robustezza è militare con tolleranza alle radiazioni fino a 100 krad(Si). GaN vincente su Si e SiC Nel report GaN power device market… pubblicato a fine ot- tobre 2017 dagli analisti francesi di Yole Développement viene stimata una crescita delle applicazioni di potenza re- alizzate con transistor GaN con l’incredibile Cagr del 79% fino al 2022. In maggior parte riguardano gli alimentatori e i sistemi di conversione dell’energia e spicca una buona crescita nell’impiego automotive a bordo dei veicoli elettrici o ibridi laddove finora sembravano predominare i transistor in SiC. Il vantaggio del GaN sta tutto nel gap fra le sue due bande energetiche che è triplo rispetto al silicio e consente una tensione di rottura dieci volte più alta accoppiandosi a una mobilità elettronica leggermente migliore che garanti- sce un’elevata velocità di commutazione. Pertanto, i transi- stor GaN muovono correnti più intense dissipando di meno e occupando pochi mm. Il carburo di silicio (SiC) è più ro- busto del GaN ma ha lo svantaggio della mobilità elettroni- ca circa dimezzata che limita la velocità di commutazione a pressappoco la metà e perciò non va bene alle frequenze già oltre la decina di GHz. Rimane però il preferito per i transi- stor bipolari IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor, capaci di sopportare migliaia di Volt e centinaia di Ampere e perciò utilizzati nei circuiti di elevatissima potenza. Tuttavia, il SiC è molto utile come substrato per le giunzioni di GaN che Lucio Pellizzari GaN sempre più protagonista nell’elettronica di potenza Il nitruro di gallio sta diventando il vero erede del silicio e dopo aver già conquistato le applicazioni militari e spaziali si prepara a dominare tutti i settori elettronici grazie alle migliori prestazioni in potenza e velocità I transistor GaN FET Renesas di progettazione Intersil sono in viaggio verso Marte a bordo del Falcon Heavy della missione SpaceX Yole Développement prevede una crescita delle applicazioni basate su transistor GaN con Cagr del 79% fino al 2022