为了增加雷达观测面积，有必要增加其放大器中使用的晶体管的输出功率。 但是在这种情况下，施加高电压会损坏构成晶体管的晶体。 富士通的科学家已经开发出一种晶体结构，该晶体结构可以增加高电子迁移率晶体管（HEMT）氮化镓（GaN）晶体管的电流和电压，从而使微波发射器中使用的晶体管的输出功率增加三倍。 在本文中，我们将告诉您更多有关新技术的发展。
GaN HEMT技术可以用作气象雷达等设备的功率放大器-科学家称，这将使雷达观测面积增加2.3倍，以便及早发现会造成大雨的雷云。 富士通使用基于铟，铝和氮化镓（InAlGaN）的保护层，以GaN HEMT晶体管每毫米栅极宽度19.9 W的功率实现了世界上最高的晶体管密度。
应用GaN HEMT
近年来，GaN HEMT晶体管已被广泛用作雷达和无线通信系统中的高频功率放大器。 假定它们还将在气象雷达中用于精确检测局部降水以及在第五代移动网络（5G）的毫米波无线通信系统中找到应用。 与雷达和无线通信系统中使用的毫米波相比，微波的范围可以通过增加基于GaN HEMT晶体管的高频放大器的输出功率来增加。
富士通自2000年代初以来一直在研究GaN HEMT晶体管，目前提供AlGaN HEMT晶体管。 它们将成为GaN HEMT晶体管的新一代技术，该技术可通过使用高密度电子来提供高电压操作。
新技术提供什么？
在传统的InAlGaN HEMT晶体管中，栅电极和漏电极之间的电压在电子供应层中，并在那里产生大量具有高动能的电子。 结果，这些电子破坏了该层的晶体结构。 结果，晶体管在最大工作电压上受到限制。
晶体破坏机理和新的晶体结构通过使用新的AlGaN隔离层，可以将晶体管中的电压分布在电子供应层和隔离层上。 通过降低电压浓度，抑制了晶体结构中电子的动能的增加，并且不会发生对电子供给层的损坏，这允许将工作电压增加至100V。
新型GaN HEMT晶体管结构与新技术和传统技术的输出功率比较。未来计划
晶体管产生的热量可以通过钻石基板有效地去除，钻石基板的连接技术是富士通于2017年开发的。 在实际测试中测试具有晶体结构的GaN HEMT晶体管时，它们显示出每毫米栅极宽度19.9 W的输出功率，这是传统AlGaN / GaN HEMT晶体管的输出功率的3倍。
8月5日至10日在波兰华沙举行的国际会议“ III-氮化物生长国际研讨会”（ISGN-7）的一部分介绍了有关新开发的详细信息。 富士通正在评估基于GaN HEMT晶体管的功率放大器的耐热性和能量性能，该技术将在2020财年之前将这种放大器的商业化应用于雷达和基于5G网络的无线系统等应用。
注意事项：
- 氮化镓（GaN）是一种具有比传统半导体材料更高的击穿电压的半导体材料，包括硅（Si）和砷化镓（GaAs）。
- 具有高电子迁移率的晶体管（High Electron Mobility Transistor，HEMT） -沟道晶体管，在两种不同半导体材料之间的边界处的一层电子上工作。 与传统半导体相比，它具有更高的运行速度。