Transistor GaN portati sul mercato
La superiorità del GaN risiede nel suo materiale esclusivo e nelle proprietà elettroniche, che lo rendono attraente per i dispositivi elettronici e le applicazioni di optoelettronica. Oltre a funzionare a tensioni e correnti più elevate, i transistor in GaN hanno una capacità di commutazione fino a 10 volte più veloce di quella dei loro equivalenti in silicio. I transistor a elevata mobilità di elettroni basati su GaN hanno inoltre mostrato un miglioramento di un fattore di 10 nella densità di energia prodotta a frequenze di microonda. Mentre le prestazioni raggiunte rivelano un enorme potenziale per GaN in numerose applicazioni, i dispositivi di GaN non hanno ancora sostituito le tecnologie esistenti. Problemi tecnici come l’intrappolamento di elettroni devono ancora essere risolti in modo coerente. Attingendo alle risorse della ricerca del III-V Lab in Francia, i ricercatori finanziati dall’UE si sono avvalsi dell’attrezzatura all’avanguardia per comprendere l’origine e i meccanismi fisici coinvolti negli effetti dell’intrappolamento. Nel quadro del progetto ELEGAN (“Advanced characterisation of electronic properties of gallium nitride based devices”), si è scoperto che l’influenza delle trappole è superiore nei transistor che funzionano a frequenze più elevate. Nei transistor basati su leggeri strati di GaN cresciuti su altri materiali come il nitruro di silicio, la corrente di tiro è stata ridotta notevolmente in seguito agli effetti dell’intrappolamento. Il cosiddetto calo di corrente insieme alle oscillazioni di corrente ha infine influito sulla potenza di uscita. In base a questi risultati, coloro che hanno usufruito della borsa di studio del progetto ELEGAN hanno preparato transistor a barre di alimentazione basate su GaN con funzionamento normalmente disattivato. Il funzionamento normalmente spento è stato fortemente desiderato per la prima generazione industriale di veicoli elettrici progettati nell’ambito del progetto E3CAR (“Nanoelectronics for an energy-efficient electric car”). Inoltre, i transistor a barre di alimentazione sviluppati hanno raggiunto la corrente di tiro più grande mai dimostrata prima. I transistor a base di GaN non hanno solo rivelato caratteristiche necessarie a trattare l’alimentazione avanzata e i design di gestione dell’alimentazione di E3CAR. ELEGAN ha inoltre rivelato che la penetrazione sul mercato di GaN rientra nell’ambito della possibilità del prossimo futuro, offrendo nuove interessanti prospettive per il settore dei semiconduttori europei.
Parole chiave
Transistor, elettronica, nitruro di gallio, silicio, auto elettrica
