Sistemi di isolamento galvanico package-scale per trasferimento dati

This thesis dissertation concerns the design of package-scale galvanic isolators. These systems exploit packaging/assembling techniques and radiofrequency (RF) coupling between micro-antennas to transmit data from a user interface to an isolated one. Specifically, an optimized design flow for the micro-antennas is proposed and validated by means of 3D electromagnetic (EM) simulations. Moreover, a novel low-consumption RF oscillator topology conceived for package-scale isolation is discussed. Finally, a whole control channel in GaN technology for gate-drive applications is presented. The isolated link has been fabricated and characterized by showing low power consumption while maintaining state-of-the-art performance.

Questa tesi riguarda la progettazione di isolatori galvanici package-scale. Tali sistemi sfruttano tecniche di packaging/assemblaggio e accoppiamento a radiofrequenza (RF) tra micro-antenne per trasmettere dati da un'interfaccia utente a un'interfaccia isolata. In particolare, viene proposto un flusso di progettazione ottimizzato per le micro-antenne validato attraverso simulazioni elettromagnetiche (EM) 3D. Inoltre, viene discussa una nuova topologia di oscillatore RF a basso consumo concepita per isolamento package-scale. Infine, viene presentato un canale isolato di controllo in tecnologia GaN per applicazioni gate-drive. Il collegamento isolato è stato fabbricato e caratterizzato mostrando un basso consumo di potenza pur mantenendo prestazioni allo stato dell’arte.