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POWER SOLID STATE RF ENERGY 30 - ELETTRONICA OGGI 472 - SETTEMBRE 2018 Q uando due tecnologie in competizione si avvi- cinano alla parità di costo, la tecnologia in gra- do di garantire maggiori prestazioni conquista sempre il mercato. Una considerazione ovvia comun- que accettata nel mondo dell’elettronica embedded e negli ecosistemi dell’industria dei semiconduttori, anche se è influenzata da una miriade di fattori che determinano il momento del punto di flesso. Per un’ampia gamma di applicazioni che spaziano dalla cucina all’illuminotecnica, dal medicale all’au- tomotive e oltre, l’evoluzione simultanea nei sistemi di potenza RF (radiofrequenza) a stato solido e nei semi- conduttori è in procinto di trasformare vasti settori del mercato. A livello di sistema, le limitazioni intrinseche dei magnetron impiegati come fonti di calore ed ener- gia hanno stimolato una serie di notevoli innovazioni nella generazione controllata di alta potenza RF e tec- niche di radiazione. A livello di semiconduttori, le limi- tazioni delle prestazioni degli LDMOS hanno favorito l’ascesa del GaN-on-silicon per sviluppare le soluzioni più avanzate di generazione di RF con componenti allo stato solido. L’evoluzione parallela di tecnologie RF a stato solido e del GaN-on-silicon delinea il percorso per i produttori che competono per dominare i mercati consumer so- pra citati. Con il continuo progresso di tali tecnologie, la consapevolezza del mercato continua a crescere mentre i prezzi scendono: in sintesi si sta giungendo al momento favorevole per la loro adozione di massa. Oltre il magnetron La capacità di generare e amplificare segnali RF im- piegando dispositivi a stato solido non è affatto nuo- va, essendo la colonna portante delle comunicazioni senza fili. Ma l’energia senza fili a stato solido ha un potenziale applicativo enorme, che va oltre le classi- che applicazioni di trasmissione dati. Viene impiegata sempre di più per la generazione di calore, consenten- do maggiore efficienza e controllo rispetto alle tradi- zionali valvole magnetron che, tra le altre cose, hanno alimentato i forni a microonde nelle nostre case negli ultimi cinquant’anni. Uno dei maggiori difetti dei sistemi di trasferimento di energia basati su valvole magnetron è l’impossibi- lità di misurare e regolare l’energia irradiata e riflessa all’interno della cavità. I magnetron generano energia con un sistema ad anel- lo aperto controllando in modo grossolano la potenza di uscita media. Invece, nelle sorgenti RF con molte- plici antenne e generatori allo stato solido, i livelli di potenza trasmessi e riflessi possono essere facilmente misurati e regolati ad anello chiuso. Viene così garanti- to un preciso controllo di frequenza, potenza di uscita, fase e modulazione del segnale RF (Fig. 1). I transistor RF a stato solido possono anche garantire un tempo di vita dieci volte maggiore dei magnetron, in virtù di una maggiore affidabilità. Opportunità di mercato Le applicazioni che inizialmente beneficeranno di que- sta tecnologia sono numerose ed è probabile che ne emergeranno altre al progredire della tecnologia stes- sa. Di seguito alcuni esempi di applicazioni nelle quali la trasmissione di energia senza fili troverà facilmente spazio nei prossimi anni: L’evoluzione dell’energia senza fili a stato solido Mark Murphy Senior Director Marketing & Business Development for RF Power MACOM I costi delle tecnologie a stato solido per la trasmissione di energia a radiofrequenza basate su nitruro di gallio scenderanno e trasformeranno così in modo radicale le nostre abitudini quotidiane