Arsenek galu (GaAs) jest powszechnie stosowany w układach wysokiej częstotliwości. Związek ten wyróżnia się wysoką ruchliwością elektronów, dobrymi parametrami przy pracy mikrofalowej oraz korzystnymi właściwościami szumowymi. Z tego powodu tranzystory mikrofalowe wykonane w technologii GaAs, m.in. pHEMT, są chętnie stosowane w niskoszumnych wzmacniaczach i układach odbiorczych. GaAs dobrze sprawdza się tam, gdzie nie jest potrzebna bardzo wysoka moc.

GaN — kiedy liczy się moc

Natomiast azotek galu (GaN) oferuje inne możliwości. Dzięki szerokiej przerwie energetycznej i wysokiemu krytycznemu polu elektrycznemu tranzystory GaN mogą pracować przy wyższych napięciach, a tym samym osiągać dużą gęstość mocy. Zaletę tę docenia się głownie we wzmacniaczach dużej mocy, radarach czy systemach łączności. Technologia GaN pozwala uzyskać dużą moc RF z niewielkiej powierzchni aktywnej, choć wymaga również odpowiednio zaprojektowanego odprowadzania ciepła.

Każde rozwiązanie wymaga zastosowania innej technologii

Porównanie obu technologii nie sprowadza się do zasady „GaN jest lepszy, a GaAs starszy”. GaAs nadal ma mocną pozycję w wielu aplikacjach wysokoczęstotliwościowych — zwłaszcza tam, gdzie liczą się szumy i umiarkowana moc. GaN z kolei coraz częściej trafia do układów, w których najważniejsze są wysoka moc, sprawność i odporność na duże naprężenia elektryczne. Ostateczne parametry zależą jednak również od konstrukcji konkretnego tranzystora.

Co z częstotliwością i temperaturą?

Rozwój technologii GaN sprawił, że materiał ten znajduje może być stosowany w coraz szerszym zakresie częstotliwości, również w pasmach mikrofalowych i milimetrowych. Jednocześnie warto pamiętać, że sama technologia półprzewodnikowa nie przesądza o możliwościach całego elementu. Liczą sie bowiem także m.in. podłoże, obudowa, dopasowanie oraz sposób odprowadzania ciepła. W przypadku elementów dużej mocy często stosuje się podłoża SiC, które ułatwiają zarządzanie temperaturą.

Jak dobrać odpowiednią technologię?

Nie ma jednej uniwersalnej odpowiedzi na pytanie, czy lepszy będzie GaN, czy GaAs. Jeśli priorytetem są niskie szumy, wysoka częstotliwość i umiarkowana moc, GaAs może być bardzo dobrym wyborem. Gdy potrzebna jest duża moc wyjściowa, wysoka gęstość mocy i praca przy wyższym napięciu, warto rozważyć GaN. Przy doborze tranzystorów mikrofalowych trzeba więc patrzeć na cały zestaw parametrów: częstotliwość, moc, wzmocnienie, szumy, sprawność oraz warunki termiczne. A jeśli masz wątpliwości, po którą technologię sięgnąć, w MICRO-ACTIV COMPONENTS pomożemy Ci znaleźć odpowiednie rozwiązanie.