氮化镓晶体管的优势

当今市场上有许多晶体管选择，它们将各种技术与不同的半导体材料相结合。因此，缩小哪一个最适合特定设计的范围可能会令人困惑。在这些选择中，GaN晶体管是，但是什么使它们与众不同呢？

什么是晶体管？

晶体管在电子电路中执行两项主要任务：它们要么放大输入电流，要么本质上充当开关——两者都是现代电子产品的关键功能。晶体管可以在数字电子应用中找到;包括雷达、空中交通管制系统、太空探索和电信。

晶体管根据其工作方式分为两个基本类别：BJT（双极结型晶体管）或FET（场效应晶体管）。特别令人感兴趣的是HEMT（高电子迁移率晶体管），它通常用于RF应用的高功率放大器。

氮化镓晶体管基础知识

传统上，用于晶体管的半导体材料是Si（硅），但工程师有更多的选择。这些包括SiC（碳化硅），GaAs（砷化镓）和GaN（氮化镓）。在这些选择中，GaN正迅速成为许多晶体管应用的首选半导体材料。

GaN具有高电子迁移率，在更高频率下支持更大的增益，并且与等效的LDMOS（横向扩散MOSFET）技术相比具有更高的效率。GaN还具有高活化能，从而具有出色的热性能和显着更高的击穿电压。

氮化镓晶体管的优势

与上述更传统的技术相比，SiC晶体管上的GaN具有许多优势。其中包括更高的功率密度、更高的击穿电压、更高的导热性和更低的功率要求。这些优势可以带来更高的效率（即使在更高的频率下）、更小的外形尺寸、更低的整体系统等级、更高的可靠性和一流的性能。GaN 晶体管的使用支持关键的射频需求，如高增益、低功耗、高吞吐量和极快的开关速度。

例如，当GaN晶体管技术用于电信放大器时，它支持更宽的信号带宽。使用GaN HEMT的放大器可以利用更高的频率，因此比传统的硅基放大器更有效地处理流量。需要的放大器更少，由于需要的设备更少，因此降低了运行和部署成本。此外，GaN晶体管使空中交通管制等众多系统能够跨越L、S、C、X和Ku频段。

氮化镓晶体管可以处理比传统晶体管更宽的温度范围，并且在恶劣的环境中工作良好，使其成为射频应用的理想选择。对于无法发生故障的任务关键型RF应用，建议使用SiC晶体管上的GaN，因为它们具有高可靠性。

氮化镓晶体管的使用范围

氮化镓晶体管因其快速开关能力和小巧、轻便、耐用的设计而在通信行业产生了重大影响。SiC HEMT上的GaN可以在TCAS（战术防撞系统），雷达和宽带系统，UHF通信，机上WiFi，空中交通管制和军用飞机上的IFF（敌我识别）系统中找到。GaN 射频晶体管用于 SSR（二次监视雷达）和卫星通信，以及宽带和超宽带应用。SiC上的GaN组件也用于最近的4G应用以及尖端的5G技术。事实上，5G系统是SiC晶体管上的GaN被证明不可或缺的一个领域，因为它具有低延迟和高开关速度。

氮化镓晶体管：久经考验的可靠性和效率

GaN 晶体管已被证明是可靠、高效和有效的——一种用于 5G 电信、超视距通信和卫星技术等尖端发展的现代晶体管。在为需要小尺寸、最低冷却要求、快速开关速度和高功率密度的设计选择RF元件时，请记住将GaN技术包括在选择中。

审核编辑：郭婷