Transistoren mit großer Leistung

Transistoren neben einer Büroklammer

Solche Transistoren eignen sich für künftige Breitband- Anwendungen in der Mobilkommunikation, etwa als Verstärker für Basisstationen oder zur Unterstützung der reichweitenstarken Funktechnik WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Sie eröffnen komplett neue Systemkonzepte, die mit vergleichbaren, hinsichtlich der Absolutleistung konkurrierenden Bauelementen, nicht realisierbar wären.

"Ein Material mit exzellenten Eigenschaften" sei die Voraussetzung, um große Datenmengen immer schneller zu übertragen, so Dr. Joachim Würfl, Abteilungsleiter Prozesstechnologie am Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik. Aus dem neuartigen Halbleitermaterial Galliumnitrid können Bauelemente hergestellt werden, die als Basis für breitbandige Hochleistungsanwendungen dienen.

Bereits das Trägermaterial, ein Siliziumkarbid-Wafer (SiC), auf dem die aktiven Transistorschichten mittels Epitaxie aufgebracht werden, besitzt eine hohe, mit Kupfer vergleichbare Wärmeleitfähigkeit und sorgt dadurch für eine sehr effiziente Kühlung der Bauelemente. Die aktiven Schichten aus Galliumnitrid oder Aluminium-Galliumnitrid (AlGaN) zeichnen sich durch eine große Stromtragfähigkeit verbunden mit einer hohen Betriebsspannung aus und erreichen dadurch extreme Leistungsdichten.

Die neuen miniaturisierten Höchstleistungs-Mikrowellenbauelemente bringen zusätzliche Vorteile wie Breitbandigkeit und hohe Linearität der Verstärkung. "Aufgrund der hohen Linearität erfüllen diese Bauelemente in idealer Weise die Anforderungen von Mikrowellen-Leistungsverstärkern in Verbindung mit digitalen Modulationsverfahren zur Signalübertragung", sagt Würfl. Die GaN-Leistungstransistoren bieten dadurch die Voraussetzung für mobile Dienste mit hohem Datenaufkommen, die Zusammenfassung mehrerer Dienste in einem einzigen Verstärkermodul sowie für eine Verkleinerung der Baugruppen.

COMPAMED.de; Quelle: Forschungsverbund Berlin e.V.