NEC试制出GaN半导体功率晶体管(图)

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　　日前，NEC面向准毫米波频带（30GHz）试制出了GaN系半导体功率晶体管，最大功率约为以前的3倍，实现了2.3W的功率放大。主要面向无线通信产品的射频放大器，力争3～5年后投产。　　这种晶体管采用了GaN和ALGAN的异质结（Hetero Junction），以及使用电子束曝光法制成的长度0.25μm的微细栅电极。功率增益截止频率达120GHz、单位栅极宽度的漏极电流密度约达1A。　　另外，通过对元件的电极配置和表面保护膜进行优化，与使用GaAs的现有产品相比，可在相当于4～5倍的30V高偏压下工作。而且由于采用了具有良好热传导性的SIC底板，因此可以使多个相连的晶体管保持在同一个温度下工作。　　在使用这些技术试制出的总栅极宽度0.36mm的功率晶体管芯片上施加30V的偏压，结果，在输入电流频率为30GHz的条件下，实现了最高2.3W的输出功率（连续工作）。这一结果大大刷新了前不久由德国公布的0.72W的历史记录。　　如果使用此次开发的GaN半导体功率晶体管，不使用电力分配合成电路（引起芯片尺寸增大和功率损耗增加的原因），就能够在准毫米波频带（30GHz）上实现瓦（W）级功率放大。并且能够将射频放大器的芯片面积减小到原来的1/5以下，而发射功率则可以达到2W，相当于原来的2～3倍。　　另外，由于不使用成为工作频带受限的主要原因的被动电路，因此利用一种功率晶体管就能够处理22GHz、26GHz和38GHz等3种分配给用户无线访问的频带，由此有望大幅降低成本。