微波的發(fā)展：從磁控管到固態(tài)能量

2017年是微波爐發(fā)明成功的五十周年。如今，微波爐已成為世界各地的家庭中不可或缺的家電，它改變了我們烹飪和制作食物的方式。然而，技術(shù)每天都在不斷進步和發(fā)展，一種全新且經(jīng)過改進的微波技術(shù)比您想象地更接近。

開始

微波爐最初在1945年發(fā)明，當時，Raytheon公司一位自學成才的工程師Percy Spencer發(fā)現(xiàn)，有源雷達裝置發(fā)射出的微波可將她口袋中的糖塊熔化掉。 此后，她開始嘗試利用雷達來制作爆米花和煮雞蛋，進而將高密度電磁場發(fā)生器連接到封閉的金屬盒子，并在盒子內(nèi)測試不同食物。1945年Raytheon就Spencer的發(fā)明申請了專利，并在1947年向公眾發(fā)布了第一款微波爐(當時被稱為雷達爐)。此設備距離地面超過5英尺，重達750磅，成本超過5,000美元，使用功率為3 KW，幾乎是當今典型家用微波爐的三倍。直到二十年后，經(jīng)濟實惠的微波爐才問世。

微波爐內(nèi)部

第一款微波爐通過將微波輻射傳送到食物內(nèi)來加熱烹飪食物。這些微波由磁控管和高功率真空管驅(qū)動，通過磁場中相互作用的電子產(chǎn)生能量。 當磁控管穿透物體時，電偶極子的分子將發(fā)生旋轉(zhuǎn)并互相碰撞，并試圖與交變電場對準，從而產(chǎn)生熱量。 鹽液中電偶極子分子的反應最劇烈，因此被加熱最多，這就是典型的由磁控管驅(qū)動的微波可能制作出冷熱不均的食物的主要原因之一。

烹飪的未來

盡管微波技術(shù)在過去50年中的發(fā)展態(tài)勢喜人，但磁控管在微波領(lǐng)域的應用一直未曾改進。如今，在射頻能量聯(lián)盟(RFEA)和MACOM硅基氮化鎵(GaN-on-Si)研究人員的努力下，微波技術(shù)取得了新發(fā)展，最新微波技術(shù)對傳統(tǒng)微波技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)—由固態(tài)射頻能量驅(qū)動的現(xiàn)代化微波爐，能夠更精確和準確地加熱和烹飪。 射頻能量使用精密控制的電磁能量來加熱物品，擁有“前所未有的控制范圍、均勻的能量分布和快速適應變化的負載條件”等特性(射頻能量聯(lián)盟)，可輕松為各種不同過程提供能量，最典型的就是烹飪和加熱應用。

固態(tài)射頻晶體管能夠產(chǎn)生超精確、可控且響應迅速的能量場，使射頻能量能夠精確、合理地分布，從而按照精確規(guī)范將食物加熱到理想狀態(tài)。 例如，在小分量的典型烹飪食譜中，MACOM的硅基氮化鎵300W晶體管可在2.45 GHz的工作頻率下提供高達80%以上的能量效率。 盡管磁控式微波爐的平均壽命為500至1,000小時，但隨著全新固態(tài)射頻能量晶體管的推出，其平均壽命有望超過10年，過度烹飪和冷熱不均可能即將成為歷史。

核心基本不變的微波爐在經(jīng)過50年的穩(wěn)步發(fā)展后，憑借結(jié)合射頻能量聯(lián)盟的突破與MACOM硅基氮化鎵技術(shù)的性能，便極有可能得到徹底變革。MACOM很高興能夠走在技術(shù)突破的前沿，并希望通過為全世界打造更智能的創(chuàng)新型廚房，從而在歷史上留下印記。

微波爐和固態(tài)射頻能量