Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Półprzewodniki o szerokim paśmie wzbronionym do zastosowań kosmicznych

Półprzewodniki o szerokim paśmie wzbronionym (WBG) mają potencjał, aby zrewolucjonizować świat elektroniki w taki sam sposób, jak silikon (Si) przyczynił się do rozwoju nowoczesnej branży komputerowej. Urządzenia wykorzystujące azotek galu (GaN) są mniejsze, szybsze i bardziej wydajne niż ich odpowiedniki oparte na krzemie i zapewniają większą niezawodność w trudnych warunkach roboczych.

Energia

Ze względu na skrajne warunki w ich środowisku pracy urządzenia satelitarne wymagają nowych technologii, które zapewnią maksymalną moc i długą żywotność przy minimalnym rozmiarze i wadze. Półprzewodnik WBG oparty na GaN jest idealnym kandydatem do zastosowań w systemach radiowych i mikrofalowych. GaN okazał się doskonałym rozwiązaniem do zastosowań wysokoenergetycznych i wysokotemperaturowych, w których elementy krzemowe się nie sprawdzały. Dzięki prawie 10-krotnie lepszym właściwościom przewodzenia i przełączania niż Si materiał WBG doskonale nadaje się do stosowania w elementach energoelektronicznych urządzeń satelitarnych. Zespół finansowanego ze środków UE projektu badawczego AL-IN-WON (AlGaN and InAlN based microwave components) pracował nad rozwojem nowej generacji technologii GaN i urządzeń elektronicznych. Do tej pory dziedzina ta była zdominowana przez Japonię i Stany Zjednoczone, a badania w Europie były szczątkowe. Partnerzy projektu nawiązali współpracę z ministerstwami obrony, agencjami kosmicznymi i producentami technologii, aby umożliwić Europie objęcie pozycji lidera w dziedzinie innowacyjnych technologii GaN. Wspólnie pracowali nad rozwojem, optymalizacją i testowaniem materiałów GaN oraz wprowadzaniem ich do urządzeń elektronicznych. Zespół projektu AL-IN-WON z powodzeniem zademonstrował szereg przełomowych rozwiązań oferowanych przez technologie oparte na GaN. Obejmują one wysoce niezawodne i solidne wysokoenergetyczne wzmacniacze z pasmem Ku, a także wzmacniacze o niskim poziomie zakłóceń, które spełniają wymagania instalacji kosmicznych. W szczególności GaN umożliwia zapewnienie większej wydajności tranzystorów o wysokiej mobilności elektronów i monolitycznych mikrofalowych układów scalonych do systemów mikrofalowych i radiowych, a także zmniejszenie pojemność bramki, co przekłada się na większe prędkości oraz większą przepustowość. Innowacje opracowane w ramach projektu AL-IN-WON pozwolą również na projektowanie nowych urządzeń do obserwacji Ziemi, nawigacji i telekomunikacji. W szczególności wyniki projektu będą stanowić podstawę nowych badań poświęconych industrializacji i dalszemu rozwojowi technologii GaN do zastosowań w urządzeniach łączności satelitarnej z pasmem Ka.

Słowa kluczowe

Półprzewodniki o szerokim paśmie wzbronionym, azotek galu, satelita, energoelektronika, AL-IN-WON

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania