New-Tech Magazine | September 2016 | Digital edition

GaN כיצד להעריך מגברי הספקמבוססי- Gallium Nitride חקר המגמות בפיתוח התקני

Walt DeMore, Analog Devices

ב

יישומים בעלי אמינות גבוהה. המכשול העיקרי לשימוש הרחב יותר של ביישומי הספק גבוה היה עלות הייצור GaN פעמים זו 3 עד 2 הגבוהה יחסית, אופיינית פעמים מזו של התקנים 7 עד 5- ו GaAs של . דבר זה היווה בד"כ LDMOS מבוססי מחסום לעסקאות ביישומים רגישים מאוד לעלות דוגמת תשתית אלחוטית ומערכות-יד הם זמינים, Si על תהליכי מצע GaN לצריכה. אם כי עם סוגיות ביצועים כמצוין לעיל, והם מתאימים ביותר עבור יישומים רגישים לעלות אלה. בעתיד הקרוב, צפויות הורדות , בשל המעבר 50% מחירים בסדר גודל של ממ' ויותר, 150 , לממדי שבבים גדולים יותר עתה בתהליך במקורות מובילים אחדים של . GaN התקני

יותר עבור רמת הספק מוצא נתונה. לתכנונים היו LDMOS או GaAs קודמים מבוססי לעתים קרובות עכבות מוצא נמוכות ביותר עד 50 ביחס לעכבות מערכות אופייניות של אוהם. עכבות התקן נמוכות מעמידות 75 גבולות ברוחב הפס שניתן להשיג, כלומר ככל שיחס ההפיכה של העכבה הדרושה בין ההתקן המגביר בהגדלות העומס שלו עולה, מספר הרכיבים והפסד השילוב גדלים גם כן. בשל עכבות גבוהות אלה, משתמשים ראשונים של התקנים אלה יכלו במקרים מסוימים להשיג תוצאות חלקיות רק על-ידי התקנת אחד מהם בהתקן בדיקה לא תואם, . RF ואות דוחף DC הפעלת משוב מוצאים גם את דרכם לתוך GaN התקני יישומי חלל אמינים ביותר, בשל מאפייני הפעולה האלה והאמינות היוצאת מן הכלל שלהם. נתוני בדיקת אורך החיים ממקורות אחדים של התקנים אלה חוזים זמן ממוצע לזמני כשל (עבור התקנים יחידים) מעל 225 מיליון שעות בטמפרטורות צמד של או גבוהות יותר. אמינות יוצאת מן C מעלות הכלל זו קיימת בשל ערך רווח הפס עבור .) GaAs עבור 1.4 לעומת GaN עבור 3.4( GaN דבר זה עושה אותם יותר מאשר רצויים עבור

שנים האחרונות התקנים מבוססי שוחררו MMICs וגם FETs , גם GaN

ושימשו בהרחבה במערכות מגברי מיקרוגל בעלי הספק גבוה. התקנים אלה, הזמינים ממקורות יצרני שבבים אחדים, מיוצרים על Si על תהליכי GaN ממ'. 100 של SiC שבבי נמצאים גם כן בשיקול, אולם המוליכות Si התרמית והחשמלית הגרועה של ה- מבטלות את יתרונות העלות ביישומים בעלי איכות גבוהה ואמינות גבוהה. להתקנים אלה מיקרון ולכן 0.2 אורכי שער קטנים עד כדי תומכים בפעולה בתחומי התדר GaN המילימטריים. התקנים מבוססי Gallium החליפו עתה בהרבה את התקני ה- Lateral Diffusion Metal ) ו- GaAs ( Arsenide ) בכל LDMOS ( Oxide Semiconductor היישומים מלבד הרגישים ביותר לעלות, בעלי תדר נמוך יותר. מעוררים עניין אצל מתכנני GaN התקני משום שהם תומכים RF מגברי ההספק מאלה 5 עד 3 במתחי עבודה גבוהים ביותר (פי ) ובערך בכפול מהזרם המותר GaAs של . GaAs בהשוואה ל- FET ליחידה של רוחב למאפיינים אלה השפעה חשובה עבור מתכנן מגברי ההספק, במיוחד בעכבת עומס גבוהה

מגברי מצב מוצק כחלופות של ) TWT ( Traveling Wave Tube

מערכות מכ"ם פרוסות כיום למטרות תחזית מזג האוויר, רכישת/זיהוי מטרות משתמשות TWT במגברי הספק בתדר רדיו מבוססי . מגברים אלה X ו- C הפועלים בתחום קילו- 100 עד 10( משתמשים במתחי פעולה וולט) וטמפרטורות מאוד גבוהים והם

New-Tech Magazine l 48