0 позиций в запросе!   Отправить?
Подписка на новости
Задать вопрос

    Имя *

    E-Mail *

    Компания *

    Телефон *

    Вопрос *

    Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

    Заказать образцы

      Имя *

      E-Mail *

      Телефон *

      Сайт

      Компания *

      Описание проекта *

      Образцы предоставляются под проект

      Нажимая на кнопку, вы даете согласие на
      обработку своих персональных данных и
      обратную связь со специалистами PT Electronics

      Подписка на новости

      Назад

      Перспективы развития СВЧ устройств на основе GaN фирмы Microsemi

      11 Июн 2017

      Автор статьи

      Сергей Кузьмин, инженер по внедрению холдинга PT Electronics

      Написать письмо специалисту

      active@ptelectronics.ru

      Задать вопрос
      Заказать образцы

        Имя *

        E-Mail *

        Компания *

        Телефон *

        Вопрос *

        Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

          Имя *

          E-Mail *

          Телефон *

          Сайт

          Компания *

          Почтовый адрес

          Изделие

          Описание

          Время разработки

          Количество изделий в год

          Наименования и количество образцов *

          Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

          На текущий момент компания Microsemi сосредоточила свои усилия на создании следующих новых СВЧ устройств и компонентов на основе GaN: мощных широкополосных и радарных транзисторов СВЧ, в том числе и Х-диапазона, и, монолитных интегральных схем СВЧ (Monolithic Microwave Integrated Circuit MMIC).

          logo_microsemi1

          GaN-on-Diamond

          Фирма Raytheon (подразделение IDS), в рамках одной из программ DARPA, произвела успешную замену подложки из SiC, на алмаз, который является более теплопроводящим материалом, что позволило в три раза увеличить плотность мощности транзисторов за счёт сорокапроцентного уменьшения температуры канала.

          В Таблице 1 сравниваются электрические и тепловые свойства алмаза по сравнению с другими подложками обычно используемыми как основа GaN.

           

          Таблица 1. Сравнение электрических и тепловых свойств

          Физическое свойство Si GaAs SiC Сапфир ХОПФ-алмаз*
          Теплопроводность,[Вт/(м*К)] 135-150 35-50 390-450 35 1000, 1500, 2000
          Удельное сопротивление Ом*см ~2.3×105 ~104-108 ~104-106 ~1017 ~1013-1016

          * ХОПФ-алмаз (CVD diamond) – алмаз, полученный химическим осаждением из паровой фазы.

          Как видно из таблицы, теплопроводность алмаза почти в пять раз больше, чем у SiC. Также алмаз превосходный электроизолятор, что очень полезно при создании мощных СВЧ усилителей.

          Соответственно, устройства сделанные по технологии GaN-on-Diamond могут работать при более высоких температурах окружающей среды, благодаря уменьшению теплового сопротивления между GaN каналом и подложкой или корпусом (до 40%), что приводит к существенной экономии стоимости приборов за счёт упрощения и удешевления системы охлаждения. При этом общий КПД системы и её надёжность возрастают.

          Тепловое сопротивление полупроводника – очень важный параметр при разработке изделий, поскольку он определяет устойчивость системы к воздействию высокой температуры окружающей среды. В качестве примера рассмотрим два устройства (см. Таблицу 2) имеющих одну и туже температуру канала 200°C. При этом предположим, что рассеиваемая мощность 5 Вт. Также, в Таблице 2 указано, какими будут перепад температуры и температура основания при работе устройств. Другими словами, при работе первого изделия, температура окружающей среды может быть на 50°C больше.

           

          Таблица 2. Параметры устройств

          Технология Тепловое сопротивление, [°C/Вт] Перепад температуры, [°C] Температура основания,[°C]
          1 GaN-on-Diamond 10 50 150
          2 GaN-on-SiC 20 100 100

          Существенной разницей является то, что во втором случае система обеспечения тепловых режимов должна поддерживать температур не более 100°C, а в первом не более 150°C. В большинстве систем эта разница может стать определяющей. Возможно, что в первом случае хватит воздушного охлаждения, а во втором потребуется громоздкое и сложное жидкостное. Не стоит забывать и о параметрах характеризующих надёжность. Энергия активации, среднее время наработки на отказ и срок службы экспоненциально зависят от рабочей температуры.

          Применение технологии GaN-on-Diamond приведёт к уменьшению соотношения $/Вт, уменьшению затрат на охлаждение и уменьшению габаритных размеров и массы, как непосредственно усилителей, так и систем в целом.

           

          MMIC

          Microsemi 29 мая 2014 года анонсировала выпуск на рынок своего нового продукта – монолитных интегральных схем СВЧ. Основанный на богатой истории создания СВЧ устройств, новый портфель первоначально включает 16 продуктов, охватывающих диапазон DC-40 ГГц, и включает широкополосные усилители, МШУ и коммутаторы, разработанные для коммуникационной и измерительной аппаратуры, оборонной и авиакосмической промышленности.

          Microsemi разрабатывает микросхемы используя, как общепризнанную GaAs, так и находящуюся на стадии становления GaN полупроводниковую технологию.

          В частности, новые MMIC Microsemi включают в себя:

          • широкополосный усилитель MMA001AADC-20 ГГц с коэффициентом усиления 17 дБ при 20 ГГц;
          • SPDT переключатель MMS002AAс развязкой 45 дБ в полосе частот DC-20 ГГц.
          • усилитель MMA016AA, работающий в полосе DC-15 ГГц, у которого в зависимости от выходной мощности можно регулировать потребление в соответствии с требованиями в конкретном приложении.

          “Максимальное использование богатого опыта и возможностей Microsemi на рынке позволило нам работать в тесном взаимодействии с ведущими в отрасли заказчиками, для того чтобы создавать и развивать продукты, которые помогают решать проблемы инженеров новыми творческими путями”, сказал Рэй Крэмптон (Ray Crampton), директор по развитию продуктовой линейки MMIC. “Отзывы о наших первых MMIC были исключительно положительными, и мы продолжаем работать над расширением нашего предложения новыми разработками, как с применением GaAs технологии, так и GaN-on-SiC.»