ယနေ့ခတ် electronic ပစ္စည်းတွေကို ပိုမိုသေးငယ်ကာ energy efficient ဖြစ်အောင် ထုတ်လုပ်ပေးနိုင်လာတဲ့ Gallium Nitrate (GaN) technology

ဟိုတစ်လောက ကျွန်တော့် zenbook ရဲ့ charger လေးပျောက်သွားတာနဲ့ ugreen ရဲ့ GaN( Gallium Nitrate) technology သုံးထားတဲ့ charger လေးတစ်ခုဝယ်ဖြစ်ခဲ့တယ်။

ထိုအဖြစ်ကနေမှ GaN( Gallium Nitrate) technology အကြောင်းကို စာရေးဖြစ်ဖို့အကြောင်းဖန်လာခဲ့တာပေါ့၊ ဒီနေရာမှာ ကြိုပြောချင်တာက စာရေးသူဟာ semiconductor နဲ့ ပတ်သက်ပြီးတော့ ကျွမ်းကျင်သူ မဟုတ်တဲ့ အတွက် လိုအပ်ချက်လေးတွေရှိနိုင်ပါတယ်။

What is GaN( Gallium Nitrate)

##########################

Gallium Nitrate ဆိုတာကတော့ nitrogen နဲ့ gallium ပါဝင်တဲ့ compound တစ်ခုပါ။ သူကတော့ third generation semiconductor တစ်မျိုးပါ။ မာကျောမှု့မြင့်တဲ့ Wurtzite crystal structure ဖြစ်ပါတယ်။

သူကို့ ယနေ့ခတ် power electronics ပစ္စည်းတွေမှာ တွင်တွင်ကျယ်ကျယ် သုံးလာရချင်းရဲ့ အကြောင်းအရင်းကတော့ သူ့မှာ silicon ထက် ပိုပြီးကျယ်တဲ့ band gap ရှိလို့လို့ပါ။ Gallium Nitrateရဲ့ band gap က 3.4 eV ဖြစ်ပြီး Silicon (1.1 eV) ထက် ကျယ်တာကြောင့် high power, high frequency applicationsတွေမှာပိုပြီး သင့်တော်ပါတယ်။

Gallium Nitrate Compound ကို 1928 မှာ စတင် မိတ်ဆက်ခဲ့ပြီးတော့ နှစ်၇၀ အကြာ 1990 မှာတော့ diodes တွေမှာ စတင် အသုံးပြလာနိုင်ခဲ့ပါတယ်။ထို့နောက် development တွေဆက်လုပ်လာခဲ့တာ Gallium Nitrate technology ကို transistor တွေ mosfet မှာပါ သုံးလာ နိူင်ခဲ့ပါတယ်။ GaN technology သုံးထားတာတော့ mosfet မဟုတ်တော့ပဲ GaNFET လို့ပြောင်းခေါ်ပါတယ်။

Gallium Nitrate technology ကိုသုံးတဲ့ transistor တွေက ပုံမှန် silicon ထက်ဘာတွေပိုကောင်းလည်း?

#######################################################

Higher breakdown voltage Faster switching frequency Lower on-resistance Higher thermal conductivity Lower switching losses အဓိကအားဖြင့် ထို အချက်၅ချက် ပိုကောင်းပါတယ်။

အ့တော့ဟုတ်ပြီ ဘာ့လို့ ထိုအချက်၅ချက်ကြောင့် ယနေ့ခတ် electronic ကပိုမိုသေးငယ်ကာ energy efficient လာတာလည်း? ဒီအတွက် ကျွန်တော်တို့ Gallium Nitrate technology သုံးထားတဲ့ charger (power supply) တစ်ခုနဲ့ ရှင်းပြပါ့မယ့်။ better understanding ဖြစ်ဖို့အတွက် ဒီနေ့ခတ် အသုံးပြုတဲ့ smps power supply ကနေရှင်းပြပါ့မယ်။

SMPS (switching mode power supply)

##############################

ကျွန်တော် တို့နေ့စဉ်ဘဝမှာ power supply တွေက အရေးကြီးတဲ့ အခန်းကဏ္ဍကနေပါဝင်ပါတယ်။ power supply ဆိုတာကတော့ grid ကနေလာတဲ့ 220V AC ကို လိုချင်တဲ့ DC volt ကိုပြောင်းပေးတဲ့အရာပါ။ အိမ်မှာ သုံးနေတဲ့ TV ကို power ပေးဖို့နဲ့ laptop တွေ phone တွေကို အားသွင်းဖို့က စနေ့စဉ်သုံးလျှပ်စစ်ပစ္စည်းမှာ လိုအပ်တဲ့အရာပါ။ Charger ဆိုတာကလည်း power supply တစ်မျိုးပါပဲ။ ကျွန်တော်တို့ ဒီနေ့ခတ်မှာ အများဆုံးအသုံးပြုတာကတော့ SMPS လို့ခေါ်တဲ့ (switching mode power supply)ပါ။

သူ့ရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံကို အလွယ်ရှင်းပြရရင် Main high voltage AC ကို bridge rectifier နဲ့ high voltage DC ပြောင်းကာ mosfet ဒါမှ မဟုတ် transistor နဲ့ 1 second ကို အကြိမ်ပေါင်းများစွာ အဖွင့်ပိတ်လုပ်ကာ transformer အတူ လိုချင်တဲ့ output voltage ကို ပြောင်းယူပါတယ်။ Transformer ဆိုတာကတော့ power supply တစ်ခုမှာ အကြီးမားဆုံးနဲ့ weight အများဆုံး အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုပါ။ SMPS စနစ်မှာ mosfet ဒါမှ မဟုတ် transistor တစ်ခုရဲ့ 1 second အတွင်း အဖွင့်အပိတ်လုပ်နိုင်တဲ့ အကြိမ်အရေ (Frequency) နဲ့ transformer ရဲ့ အရွယ်အစားဟာ ပြောင်းပြန်အချိုးကျပါတယ်။ ဆိုလိုချင်တာကတော့ frequency များများပေးနိုင်လေလေ transformer အရွယ် အစားသေးသေးကိုသုံးနိုင်လာလေလေပါ။

Gallium Nitrate technology ကိုသုံးတဲ့ components တွေကို SMPS မှာ သုံးလိုက်တော့ ဘာတွေပိုကောင်းသွားလည်း?

#################################

အထက်မှာပြောခဲ့သလို သူက silicon နည်းပညာထက် faster switching frequency ရတယ်။ အဲ့တော့ transformer အရွယ်အစားကို ပိုသေးပြီး သုံးလို့ရသွားတယ်၊ electronic ပစ္စတစ်ခုရဲ့ အရွယ်အစားက ပိုမိုသေးငယ်သွားတယ်။

နောက်ပြီး Lower switching lost နဲ့ Lower on-resistance ဖြစ်တဲ့အတွက် energy loss လို့ခေါ်တဲ့ စွမ်းအင် ဆုံးရှုံးမှု့ပိုနည်းသွားတယ်။

ဒါ့အပြင် higher thermal conductivity နဲ့ energy loss နဲတဲ့ အတွက် အပူထွက်တာ ပိုသက်မယ်။

ဒါ့အပြင်အခြား ပိုကောင်းတဲ့ အချက်တွေ အများကြီးရှိပါသေးတယ်…။