新推出的高功率氮化镓晶体管应用技术

  1. HRL实验室为DARPA研发超线性氮化镓晶体管
  美国国防先期研究计划局(DARPA)于2017年3月设立动态范围增强型电子和材料(DREaM)项目,主要研究晶体管用于产生和接收射频、微波信号,应用领域主要是国防领域通信、信号情报和电子战等,旨在显着改善从无线电通信到雷达的电磁频谱管理。
 
  研究方向包括新材料和晶体管线性度。新材料将能够容纳更多电荷,承载更大电压,且性能不低于现有材料,有助于开发更高功率、更强能力的晶体管。线性度方向重点是研究晶体管处理宽频率范围信号的线性度,将研究非常规晶体管结构,如非平面和丝状晶体管结构、未出现的几何结构和布局等。
 
  目前DARPA正在通过DREaM计划寻求毫米波系统中具有突破性动态范围的射频晶体管的新设计和材料。
 
  近日,美国HRL实验室获得DARPA授予的研究合同,属于DREaM计划的一部分,主要开发下一代氮化镓晶体管,在降低功耗的同时显着改善线性和噪声系数,用于管理无线电电磁频谱的电子设备与雷达的通信。
 
  在该项目中,HRL将开发先进的超线性氮化镓晶体管,工作在毫米波频率下,可在整个频谱范围内实现无失真的传输和接收。这些晶体管将实现具有更高数据速率的安全超宽带通信,同时降低功耗。
 
  HRL实验室的DREaM项目首席研究员Jeong-sun Moon说,“对于这个项目,我们将研究新材料和器件来开发具有可制造性的超线性氮化镓晶体管。我们的目标是半导体晶体管线性度除以直流功耗达100倍。超线性氮化镓晶体管将满足现代通信对更宽带宽和更高数据速率的需求,包括5G无线通信。”
 
  2. 美国Qorvo公司用于关键IFF和航空电子应用的1.8KW GaN-on-SiC晶体管
  移动应用、基础设施与航空航天、国防应用中 RF 解决方案的领先供应商 Qorvo®, Inc.(纳斯达克代码:QRVO)推出高功率碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)RF晶体管-QPD1025。QPD1025在65 V下运行1.8KW,提供出色的信号完整性和更大的范围,这对L频段航空电子应用来说至关重要。
 
  Strategy Analytics公司的战略技术实践执行总监Asif Anwar表示,“Qorvo的QPD1025晶体管对市场来说是真正颠覆性的产品。提供与硅基LDMOS和硅双极器件相比,它不仅具备相同的脉冲功率和占空比性能,在效率上还有了显著提升。Qorvo推出的这款高功率和高效率解决方案,在热管理工艺流程中无需采用金刚石等耐高温材料,具备极高的高性价比。”
 
  QPD1025是一款1800 W(P3dB)分立GaN-on-SiC HEMT,工作频率从1.0至1.1 GHz,支持连续波和脉冲操作。这款新型高功率晶体管无需结合放大器的复杂操作便可实现数千瓦的解决方案,能够大幅节省客户的时间和成本。与LDMOS相比,QPD1025的漏极效率有了显著提升,效率高出近15个百分点,这对IFF和航空电子应用来说都非常重要。”
 
  该器件采用工业标准空气腔封装,非常适用于IFF,航空电子设备和测试仪器。同时,该器件实现了内部匹配,因此不需要外部匹配网络,节省了相当大的电路板空间。
QPD1025规格参数 
  Qorvo公司的GaN-on-SiC产品具有高功率密度、小尺寸、高增益、高可靠性和工艺成熟性等特点。当前QPD1025的工程样品上市。

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