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贸泽开售Analog,迈向新高地
发布时间:2020-04-04 13:45
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专注于引入新品并提供海量库存的半导体与电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起备货Infineon Technologies的CoolGaN™ 氮化镓 HEMT。CoolGaN 高电子迁移率晶体管 提供高效率和高功率密度,帮助实现半导体电源的快速开关。CoolGan HEMT同时适合硬开关和软开关拓扑,是无线充电、开关模式电源 、电信、超大规模数据中心和服务器等应用的理想选择。

[富士通有限公司和富士通实验室有限公司2018年8月13日报道] 富士通有限公司和富士通实验室有限公司宣布他们已经开发出一种晶体结构,既可以增加氮化镓高电子迁移率晶体管的电流和电压,也可以用于微波频段发射器并使输出功率增加三倍。

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【电工电气网】讯  专注于新产品引入(NPI)并提供极丰富产品类型的业界顶级半导体和电子元件分销商贸泽电子(Mouser Electronics)即日起备货Analog Devices, Inc的HMC8205氮化镓(GaN)功率放大器。此款高度集成的宽带MMIC射频(RF)放大器覆盖300 MHz至6 GHz频谱,对于需要支持脉冲或连续波(CW)的无线基础设施、雷达、公共移动无线电、通用放大测试设备等应用,它能给系统设计人员带来巨大好处。  贸泽电子供应的Analog Devices HMC8205 GaN MMIC放大器提供无与伦比的集成度、增益、效率和高带宽。它采用小尺寸设计,所需外部电路极少,因此能减少总元件数和电路板空间。HMC8205将DC馈电/RF偏置扼流圈、隔直电容和驱动级集于一体,提供45.5 dBm (35 W)功率,在瞬时带宽范围0.3 GHz至6 GHz时功率附加效率(PAE)高达44%。此款放大器受EVAL-HMC8205双层评估板的支持。此评估板包含HMC8205放大器、50Ω的同轴RFIN和RFOUT连接器和一个铜制散热器。另外此评估板还带有安装孔,使工程师能够连接外部散热器以提高散热能力。

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GaNHEMT技术可以作为功率放大器应用于天气雷达等设备,通过应用此技术在这一领域,预计雷达的观测范围将扩大2.3倍,能够在早期检测到可以发展成暴雨的积雨。

11月25-27日,由深圳市龙华区科技创新局特别支持,国家半导体照明工程研发及产业联盟、第三代半导体产业技术创新战略联盟主办,深圳第三代半导体研究院与北京麦肯桥新材料生产力促进中心有限公司共同承办的第十六届中国国际半导体照明论坛暨2019国际第三代半导体论坛在深圳会展中心召开。

与硅开关器件相比,贸泽电子供应的Infineon CoolGaN HEMT品质更为出众。相较于硅晶体管,CoolGaN HEMT的输出电容与栅极电荷只是其十分之一,但击穿场强却是其十倍,移动性能是其两倍。CoolGaN HEMT经专门优化,可实现快速开通和关断,采用新拓扑和电流调制技术打造出了创新型开关解决方案。HEMT的表面贴装封装可保证开关功能完全可用,而其紧凑型设计使其适合各种空间受限的应用。

为扩大雷达等设备的观测范围,必须提高功率放大器中晶体管的输出功率。然而,使用传统技术,增加电压很容易损坏构成晶体管的晶体。因此,同时增加高输出功率GaN HEMTs所必需的电流和电压在技术上是比较困难的。

11月27日上午,“微波射频与5G移动通信”分会如期召开。本届分会由苏州锴威特半导体股份有限公司、中国电子科技集团第十三研究所、国家电网全球能源互联网研究院有限公司、英诺赛科科技有限公司协办。

Infineon CoolGaN氮化镓HEMT受EVAL_1EDF_G1_HB_GAN和EVAL_2500W_PFC_G评估平台的支持。EVAL_1EDF_G1_HB_GAN电路板配备CoolGaN 600 V HEMT和Infineon GaN EiceDRIVER™ 栅极驱动IC,可帮助工程师评估转换器和逆变器应用的通用半桥拓扑的高频GaN功能。EVAL_2500W_PFC_G电路板内含CoolGaN 600V e-mode HEMT、CoolMOS™ C7 Gold超结MOSFET和EiceDRIVER栅极驱动IC,提供2.5 kW全桥功率因数校正 评估工具,对于SMPS和通信整流器之类对能耗比较看重的应用,可将其系统效率提升到99%以上。

富士通和富士通实验室现已开发出一种晶体结构,通过将施加的电压分散到晶体管来改善工作电压,从而防止晶体损坏。这项技术使富士利用铟-铝-氮化镓(InAlGaN)阻挡层,以19.9W/mm栅宽通成功实现世界上最高功率密度晶体管。

氮化镓微波器件具备高频、高效、大功率等特点,在5G通信中应用潜力巨大。这一特定领域的突破标志着宽禁带半导体产业迈向新的高地。分会关注氮化镓微波器件及其单片集成电路材料外延、建模、设计与制造、可靠性技术及HEMT器件在移动通信中的应用等各方面,呈现第三代半导体微波器件及其应用的最新进展。

贸泽电子拥有丰富的产品线与贴心的客户服务,积极引入新技术、新产品来满足设计工程师与采购人员的各种需求。我们库存有海量新型半导体与电子元器件,为客户的新一代设计项目提供支持。Mouser网站Mouser.cn不仅有多种高级搜索工具可帮助用户快速了解产品库存情况,而且网站还在持续更新以不断优化用户体验。此外,Mouser网站还提供数据手册、供应商特定参考设计、应用笔记、技术设计信息和工程用工具等丰富的资料供用户参考。

这项研究得到了由日本国防部的采购、技术和后勤署(ATLA)建立的安全创新科技计划的部分支持。

台湾长庚大学教授邱显钦、德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所部门技术部门经理Peter BR CKNER、中兴无线技术总工及技术委员会专家刘建利、西安电子科技大学教授刘志宏、北京国联万众科技有限公司副总经理张志国、南京电子器件研究所高级工程师张凯、中国电子科技集团第41研究所张光山、河北半导体研究所王毅等来自中外的强势力量联袂带来精彩报告。河北半导体研究所副所长蔡树军、苏州能讯高能半导体有限公司董事长张乃千共同主持了本次分会。传统的砷化镓功率放大器的效率并非固定不变,除此之外5G通讯系统在功率放大器的散热和集成度方面又有很高的要求。会上,台湾长庚大学教授邱显钦带来了题为“适用于第五代行动通讯六吋氮化镓微波功放技術及基站功率电源模块”的主题报告,介绍并分析了氮化镓材料的5G功率放大器,针对氮化镓外延对应的衬底材料进行对比分析,对未来的6G初期以及毫米波应用,氮化镓HEMT器件也进行了介绍分析。

这项技术的细节在8月5日至10日在波兰华沙举行的关于氮化物半导体晶体生长的国际研讨会(ISGN-7)上首次公布。

氮化镓HEMT在性能和体积上在W波段到D波段的高频应用方面具有很大的潜质。而为了未来的性能增强,外延结构和可靠性还需要更多的提升。德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所部门技术部门经理Peter BR?CKNER做了题为“高频氮化镓HEMT器件和MMIC”的精彩报告,他表示,FRAUNHOFER 研究院致力于研究氮化镓HEMT的短栅极技术和MMIC加工工艺。重点研究的任务是外延结构、漏电流控制、缺陷状态以及小型本征器件的定义等。因此,一种小尺寸的可靠栅极加工工艺将被用于评估外延结构和其他的加工零部件。除此之外,还有一些加工的概念需要在可靠性方面进行评估。

发展背景

近年来,全球信息通信产业呈现移动化、宽带化和智能化的发展趋势。第五代移动通信系统不仅立足于移动通信本身,而且将渗透到未来社会的各个垂直领域,构建以用户为中心的全方位信息生态系统。会上,中兴无线技术总工及技术委员会专家刘建利分享了5G毫米波应用,分层次介绍5G毫米波的业界进展、5G毫米波的特性与应用场景及5G毫米波应用涉及的关键技术等。他表示,5G将与传统制造、服务行业的融合创新促成“互联网+”新形态,改变人们的生产、工作、生活方式,为当今中国经济和社会的发展带来的无限生机。相较于4G移动通信系统,5G需要满足更加多样化的场景和极致性能挑战。多种场景下的应用,需要对支持部署5G系统新空口标准的候选频段进行全频段布局,以综合满足网络对容量、覆盖、性能等方面的要求。

近年来,GaN HEMT已广泛应用于远程无线电波应用中的高频功率放大器,例如雷达和无线通信。预计它将用于准确观察局部暴雨的天气雷达,以及用于第五代移动通信的毫米波段无线通信。

西安电子科技大学教授刘志宏带来了题为“高频硅基氮化镓晶体管“的主题报告,北京国联万众科技有限公司副总经理张志国分享了5G用毫米波Doherty功率放大器研制的进展。

通过增加用于发射机的高频GaN HEMT功率放大器的输出功率,可以扩展用于雷达和无线通信的微波和毫米波波段的微波辐射。这允许扩展的雷达观测范围以及更长距离和更高容量的通信。

南京电子器件研究所高级工程师张凯做了题为“一种新型毫米波氮化镓高线性晶体管”精彩报告,概括了GaN高线性器件的国内外进展,创新提出一种增强式缓变沟道的GaN HEMTs器件,器件展现了相当优异的开态以及关态特性,同时显著减缓跨导的下降,,出色的综合性能使得本成果在5G毫米波通信等方面具有巨大的应用潜力。

自2000年初以来,富士通实验室一直在进行GaN HEMT研究,目前提供用于各种领域的铝-氮化镓HEMT。

微波芯片测试是目前发展的热点。中国电子科技集团第41研究所张光山分享了一种用于微波半导体芯片测试的高集成度多参数射频收发模块设计方法。按照合成仪器设计思路,采用开放式模块化仪器和标准总线架构,以软件无线电为核心,通过综合化射频通道方式设计小型化与高集成度射频微波收发模块。模块频率可达18GHz、带宽最大500MHz,体积非常小,非常适合在微波半导体芯片测试领域应用。

最近,富士通实验室一直在研究铟-铝-氮化镓HEMT作为新一代GaN HEMT的技术,当高密度电子工作事,它可以实现高电流操作。因此,富士通和富士通实验室已经开发出一种同时实现高电流和高电压的晶体结构。

河北半导体研究所王毅介绍了一种采用氮化镓MMIC和的分离FET器件的HMIC封装技术的便携X波段功率放大器。

研究困难

来源:中国半导体照明网

为了提高晶体管的输出功率,需要实现高电流和高电压操作。正在研究用于下一代GaN HEMT的铟-铝-氮化镓HEMT,可以增加晶体管内的电子密度,其将有助于增加电流,。

然而,当施加高电压时,过量的电压集中在电子供给层部分,损坏晶体管内的晶体。因此,这些晶体管存在严重的问题,因此工作电压不能持续增加。

新技术开发

富士通和富士通实验室已经成功开发出一种晶体管,通过在电子供给层和电子沟道层之间插入高阻AlGaN间隔层,可以提供高电流和高电压。

传统的InAlGaN HEMT,施加在栅极和漏极之间电压都施加到电子供给层,并且在电子供给层中产生许多具有高动能的电子。

随后,这些电子会猛烈地撞击构成晶体结构的原子,造成晶体损害。由于这种现象,晶体管的最大工作电压受到限制。

通过插入新开发的高电阻AlGaN间隔层,晶体管内的电压可以分散在电子供给层和AlGaN间隔层上。通过降低电压密度,可以抑制晶体内电子动能增加,并且可以防止对电子供给层的损坏,从而提高高达100V的工作电压。如果源电极和栅电极之间的距离是1cm,则操作电压对应于超过300,000V。

效果

通过在InAlGaN HEMT中插入这种新开发的AlGaN间隔层,富士通和富士通实验室已经实现了高电流和高电压操作,这是传统上难以实现的。

此外,通过应用富士通于2017年开发的单晶金刚石衬底键合技术,晶体管内的发热可以通过金刚石衬底有效地散发,从而实现稳定的工作状态。

在实际测试中具有这种晶体结构的GaN HEMT时,成功地实现了每毫米栅极宽度19.9瓦的世界最高输出功率,这是传统AlGaN / GaN HEMT输出功率的三倍。

未来的计划

富士通和富士通实验室将对使用该技术的GaN HEMT功率放大器的耐热性和输出性能进行评估,目标是将高输出功率,高频GaN HEMT功率放大器商业化,用于雷达等应用系统,包括天气雷达和5G无线通信系统。