Considerazioni progettuali sulla tecnologia GaN

Maggiori frequenze di commutazione, con alti valori di efficienza e densità di potenza, fanno dei MOSFET realizzati in GaN (nitruro di gallio), rispetto alla controparte in silicio, i migliori di dispositivi impiegabili dai progettisti per la realizzazione di amplificatori e di oscillatori in grado di lavorare a frequenze dell'ordine dei MHz. In questo articolo si partirà dalle basi, introducendo brevemente i FET GaN, i campi d'applicazione, cercando in poche e semplici parole di spiegare il vantaggio derivante dall'utilizzo di tale nodo tecnologico. Successivamente, verrà affrontata la questione in merito al tempo di vita, capendo come è possibile predirlo, la progettazione di commutatori che utilizzano tali transistor con un accenno alla curva SOA, per poi affrontare la questione relativa all'ampio bandgap offerto e l'RDS-On dinamico, con i limiti progettuali che tale valore comporta.

Introduzione

Negli ultimi anni sempre maggiori sul mercato sono i dispositivi in nitruro di gallio (GaN), i quali costituiscono un'eccezionale aggiunta ai tool box di potenza a disposizione dei progettisti. Tali device soddisfano il sempre maggiore desiderio di esplorazione, grazie all'elevate frequenze di commutazione che sono in grado di raggiungere mantenendo, allo stesso tempo, elevati valori di efficienza e densità di potenza. I transistor radio (RF) in GaN sono divenuti una tecnologia assodata, lo testimoniano gli elevati volumi di produzione. Sempre di più impiegati all'interno di amplificatori di potenza sopratutto in applicazioni destinate al mercato mobile oppure a quello militare/aerospaziale. Le ragioni che spingono a preferirli rispetto alla controparte in silicio sono tante, e da ricercare soprattutto nei vantaggi - uno degli argomenti di questo articolo - che tale struttura consente di ottenere. In questi paragrafi confronteremo il meccanismo di degradazione dei GaN FET (Field-effect transistor), comunemente noti come MOSFET o transistori unipolari, rispetto alla controparte realizzata in silicio e discuteremo sul bisogno di monitorarne la forma d'onda. Si ricorda che già sono stati pubblicati articoli sull'argomento, come quelli sull'HEMT e delle news di elettronica nel mese di Gennaio 2016 (sezione "TRANSISTOR DI POTENZA GAN RF DELLA AMPLEON").

Il GaN

Il GaN è un semiconduttore comunemente utilizzato, sin dal 1990, nei diodi ad elevata luminosità. La struttura cristallina del materiale ne fa un componente molto resistente, ottimo [...]

ATTENZIONE: quello che hai appena letto è solo un estratto, l'Articolo Tecnico completo è composto da ben 2055 parole ed è riservato agli abbonati PRO. Con l'Abbonamento avrai anche accesso a tutti gli altri Articoli Tecnici MAKER e PRO inoltre potrai fare il download (PDF) dell'EOS-Book e di FIRMWARE del mese. ABBONATI ORA, è semplice e sicuro.

Abbonati alle riviste di elettronica

Una risposta

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 15 settembre 2017

Scrivi un commento

EOS-Academy