盖世汽车讯 据外媒报道，印度科学学院（IISc）的研究人员自主研发出氮化镓（GaN）电源开关，有望用于电动汽车和笔记本电脑的功率转换器以及无线通信等系统。构建开关的整个过程（从材料生长到器件制造和封装）都在IISc的纳米科学与工程中心（CeNSE）内部进行。

（图片来源：IISc）

氮化镓晶体管具有高性能和高效率，有望取代传统硅基晶体管成为许多电子设备的构建块，例如电动汽车、手机和笔记本电脑的超快充电器，以及雷达等空间和军事应用。CeNSE副教授Digbijoy Nath表示：“这是一项非常具有颠覆性意义的技术，但这种材料和相关器件的进口受到严重限制。目前，印度还没有商业规模生产氮化镓晶片的能力。”

电源开关可用于控制电力流动，本质上来说是打开或关闭电子设备。为了设计GaN电源开关，该团队使用了一种金属有机化学气相沉积技术（由CeNSE教授Srinivasan Raghavan实验室的研究人员经过十多年时间开发和优化），在两英寸的硅晶片上逐层生长GaN合金晶体，以制造多层晶体管。

为了确保不因湿度、温度等环境条件而产生缺陷并影响器件性能，整个过程需要在无尘室内进行。该团队还在电子工程系（EE）副教授Kaushik Basu及其实验室的帮助下，利用这些晶体管来构建电路并测试开关性能。

GaN晶体管工作时通常处于“耗尽模式（depletion mode）”，除非施加负电压将其关闭，否则会一直处于导通状态。但充电器和适配器中使用的电源开关需要以相反的方式工作，即通常需要关闭并且不携带电流，只有在施加正电压（即增强模式）时才会打开。为了实现这一操作，该团队将GaN晶体管与商用硅晶体管相结合，以使器件正常关闭。

CeNSE博士生Rijo Baby表示：“该器件的封装也是自主研发的。经过封装和测试，该团队发现该器件的性能可与市面上的先进开关相媲美，开和关操作之间的切换时间约为50纳秒。”

展望未来，研究人员计划扩大该器件的尺寸，以使其能够在大电流下工作。他们还计划设计可以升压或降压的电源转换器。Nath表示：“印度的战略组织很难采购到氮化镓晶体管，不可能进口超过一定数量或功率/频率额定值的晶体管。这实际上展示了印度国产氮化镓技术的发展。”