GaN ve GaN Teknolojisi Nedir?

GaN ve GaN Teknolojisi Nedir?

   Galyum Nitrit (GaN), sert, mekanik olarak kararlı, geniş bant aralıklı yarı iletken ve daha yüksek voltajları iletebilen kristal bir maddedir. Silikon bazlı cihazlardan daha iyi performans gösterir. Bunun sebebi ise, daha hızlı anahtarlama hızı, yüksek termal iletkenlik ve daha düşük direnç göstermesidir. GaN teknolojisi, yarı iletken güç cihazlarının (şarj makineleri) yanı sıra RF bileşenleri ve LED ışıklarının üretiminde de kullanılır. 

   Galyum Nitrit kristalleri, Safir, Silisyum Karbür (Sİ) dâhil olmak üzere çeşitli alt tabakaların üzerinde büyütülebilir. GaN epi katmanı silikon üzerinde büyütüldüğünde elde edilen silikon alt yapısı, maliyetli özel üretim alanlarına olan ihtiyacı azaltır. Düşük maliyetle kolayca bulunan silikon levhalardan yararlanılır. Bu sayede, GaN teknolojisi üretimi için gerekli olan yüksek maliyet miktarı düşürülmektedir.

   GaN cihazı üretmenin maliyeti silikon bazlı cihazlardan yüksek olsa bile, MOSFET cihaz üretiminden daha düşüktür. Bunun sebebi GaN cihazlarının, silikon yarı iletkenleri üreten fabrikalarda, standart silikon prosedürlerinin dışına çıkmadan kullanılarak üretilmesidir. Cihazlar küçük olmasına rağmen işlevsel performansı çok daha iyidir. 

GaN Teknolojisi Nasıl Çalışır? 

   Bir Galyum Nitrür kristalinin üzerindeki ince alüminyum Galyum Nitrit (ALGAN) tabakası büyütülerek arayüz de dengeleyici iki boyutlu bir elektron gazını indükleyen bir gerilim oluşturarak çalıştırır. 

GaN Teknolojisinin Avantajları;

• Daha düşük iletkenlik kaybı veren düşük direnç,
• Daha az anahtarlama kaybı sağlayan daha hızlı cihazlar,
• Cihazlarınızı şarj ederken veya cihazınızın şarjı biterken daha az kayıpla sonuçlanan kapasite 
• Devreleri çalıştırmak için daha az güç gerekir,
• Baskılı devre kartında daha az yer kaplayan daha küçük cihazlar.

Kullanıldığı Sektör ve Alanlar:

1. Otomotiv
2. Veri Merkezleri
3. Sanayi
4. Havacılık ve Savunma 
5. Tüketici Elektroniği
6. Tıp Teknolojisi
7. İletişim Sektörü

GaN Teknolojisi ile Üretilen Şarj Cihazları

 GaN teknolojisi ile üretilen şarj cihazları gücü elektriğe çevirirken silikon bazlı şarj cihazlarından 3 kat daha verimlidir. Küçük ve taşınabilir olmaları, cihazlarınızı 10 kat daha hızlı şarj etmenizi sağlar. 

   GaN teknolojisinin en büyük avantajlarından biri de yüksek sıcaklıklara dayanıklı olmasıdır. Bu teknoloji ile üretilen şarj cihazları ısıya uzun süre dayanır. Aynı zamanda cihazınızın yaydığı ısıyı azaltır. 

Böylelikle GaN teknolojisi, daha az enerji kullanarak güçlü cihazlar ürettiği için şarj cihazları arasında hızla popüler hale geldi. 

  Bu teknoloji ile üretilen şarj cihazlarının, silikon bazlı şarj cihazlarından daha çok tercih edilmesinin sebebi elektriği alternatif akıma daha verimli çevirerek daha az enerji kullanmasıdır. İşte bu yüzden GaN benzersiz bir malzemedir. Aynı zamanda GaN bileşenleri elektrik akımının içlerinden daha hızlı akmasına izin verir. 

   GaN teknolojisi ile üretilmiş şarj cihazlarına örnek olarak;

1-Ugreen Nexode 30W USB Type-C QC 4.0 PD GaNX hızlı şarjcihazı, 30W çıkış gücü ve GaN teknolojisini bir araya getirmiş oldukça büyük boyutlara sahip hızlı şarj cihazıdır. GaN teknolojisine sahip olan Ugreen Nexode 30W akıllı telefonlarınızı ve tabletlerinizi şaşırtıcı hızlarda şarj edebilmektedir.

2-Ugreen Nexode 200W GaN II 6 portlu masa üstü hızlı şarjcihazı istasyonu, 200W toplam çıkış gücünü kullanarak aynı anda 3 adet Macbook veya notebook şarj eder. Geliştirilmiş GaN 2 + SİC çipleri sayesinde %95 verimlilikte enerji dönüşümü gerçekleştirir.

GaN Teknolojisi ile Üretilen Şarj Cihazları, Sıradan Şarj Cihazlarından Neden Daha İyidir? 

1-İLETKENLİK

   GaN’ın silikondan daha verimli olan yarı iletken bir madde olduğunu söylemiştik. Silikon da, birçok kişinin bildiği gibi elektronik alanında sıkça kullanılan iletken bir malzemedir. Fakat GaN kadar hızlı ve verimli değildir. 

   GaN şarj cihazları, daha geniş bir bant aralığına sahip oldukları için daha hızlı şarj eder.

NOT: Silikon, 1,12 eV bant aralığına sahipken, GaN 3,4 eV bant aralığına sahiptir. 

   Bu elektronların bir banttan güç aktarımı yapması ve daha az enerji kaybı olduğu anlamına gelir. 

2-BOYUT

   Fazla yer kaplamaz. Daha verimli bir yarı iletken servisleri yapıldıkları için geleneksel şarj cihazlarından daha küçük ve kompaktırlar.

3-ŞARJ HIZI

   Geleneksel şarj cihazlarına göre 3 kat daha hızlı şarj eder. Bu sayede acil durumlarda cihazlarınızı hızlıca şarj edebilirsiniz.

4-ENERJİ VERİMİ

   Hızlı şarj özelliği sayesinde elektrikten tasarruf edebilirsiniz. Böylece, fazla enerji harcamadan cihazlarınızı şarj ederken tasarruf da yapmış olursunuz.

 GaN Teknolojisi ile Üretilen Şarj Cihazlarının Artıları

•  Silikon şarj cihazlarına göre alternatif akımdan doğru akıma daha iyi dönüşür. Cihazlarınızı daha hızlı şarj etmenizi ve daha iyi verimlilik sağlamanıza olanak tanır. GaN şarj cihazları ile cihazlarınız daha az enerji kullanır. Bu sayede ısıya karşı çok daha iyi dirence sahip olur ve bunlar da cihazınızın uzun ömürlü olmasını sağlayacaktır. 
• Silikon yerine GaN kullanıldığında her şey birbirine yaklaşır. Küçük bir alana daha fazla bilgi işlem kapasitesi sığdırabilirsiniz. Böylece size güçten ödün vermeyen her yerde ve zamanda kolayca taşıyabileceğiniz güçlü, taşınabilir ve kompakt bir cihaz sunar.

GaN Teknolojisi ile Üretilen Şarj Cihazlarının Eksileri

• Galyum Nitrit, hayatımızı kolaylaştıran ve hız kazandıran, teknolojik yapıya sahip bir malzeme olsa da üretimi silikon bazlı şarj cihazlarına göre daha pahalıdır. GaN teknolojisi ile üretilen cihazlar kaliteli olsa da üretim maliyetinden dolayı bir çok enerji teknolojisi üretimi sağlayan firma silikon bazlı şarj cihazı üretimini seçer. 
•    Örnek olarak; Ugreen ve Bix markası gibi birkaç teknoloji markası bu teknolojinin faydalarından yararlanabilmektedir.