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5-6-2 sic HF-Geräte

5. Siliciumcarbid-Technologie

5-6-2 sic HF-Geräte

2018-01-08

Die hauptsächliche Verwendung von sic-HF-Vorrichtungen scheint in der Hochfrequenz-Hochleistungs-Hochleistungsverstärkung bei Frequenzen von ungefähr 600 MHz (UHF-Band) bis vielleicht so hoch wie einige Gigahertz (X-Band) zu liegen. Wie in den Literaturstellen 5, 6, 25, 26, 159 und anderswo ausführlicher diskutiert, ermöglichen es die hohe Durchbruchsspannung und die hohe Wärmeleitfähigkeit in Verbindung mit der hohen Trägersättigungsgeschwindigkeit, dass Halbleiter-Transistoren viel höhere Leistungsdichten handhaben als ihre Silizium- oder GaAs rf-Pendants, trotz des Nachteils der Low-Field-Carrier-Mobilität (Tabelle 5.1). die höhere Wärmeleitfähigkeit von sic ist auch entscheidend für die Minimierung der Selbsterhitzung des Kanals, so dass die Phononenstreuung die Trägergeschwindigkeit nicht ernsthaft verschlechtert. Diese Argumente für die Vorteile der HF-Leistung beziehen sich auf eine Vielzahl verschiedener Transistorstrukturen, wie z. B. Mes- und statische Induktions-Transistoren (sits) und andere Halbleiter mit großer Bandlücke (wie Gruppe-III-Nitride). Die hohe Leistungsdichte von Transistoren mit großer Bandlücke wird sich bei der Realisierung von Anwendungen für Festkörpertransmitter als sehr nützlich erweisen, wo eine höhere Leistung mit geringerer Größe und Masse entscheidend ist. weniger Transistoren, die bei höheren Temperaturen arbeiten können, verringern die Anpassungs- und Kühlungsanforderungen, was zu einer verringerten Gesamtgröße und geringeren Kosten dieser Systeme führt.


sic-basierte Hochfrequenz-HF-Messets sind jetzt im Handel erhältlich. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass dies nach jahrelanger Grundlagenforschung auftrat und die schlechte Zuverlässigkeit aufgrund von Ladungseinfangeffekten, die von unausgereiften semiisolierenden Substraten, Epitaxieschichten und Oberflächenpassivierungen herrühren, aufgespürt und eliminiert wurde. Ein Schlüsselmaterial, das einen zuverlässigen Betrieb ermöglichte, war die Entwicklung von \"hochreinen\" semi-isolierenden Substraten (die benötigt werden, um parasitäre Bauelementkapazitäten zu minimieren) mit viel weniger Ladungseinfang als die zuvor entwickelten Vanadium-dotierten halbisolierenden Halbleiterscheiben. sic-mesfet-Vorrichtungen, die auf halbisolierenden Substraten hergestellt sind, sind möglicherweise weniger anfällig.


zu nachteiligen Ausbeutekonsequenzen, die von Mikroröhrchen herrühren, als vertikale Hochleistungsschaltvorrichtungen, hauptsächlich deshalb, weil eine c-Achsen-Mikroleitung zwei leitende Seiten einer Hochfeldverbindung in den meisten Bereichen der lateralen Kanal-Mesfet-Struktur nicht mehr kurzschließen kann.


sic-mixer-Dioden zeigen auch eine ausgezeichnete Aussicht, unerwünschte Intermodulationsstörungen in RF-Empfängern zu reduzieren. Eine Verbesserung der Dynamik um mehr als 20 dB wurde mit nicht optimierten Schottky-Dioden-Mischern demonstriert. Nach einer weiteren Entwicklung und Optimierung sollten SIC-basierte Mischer die Störfestigkeit in Situationen (z. B. in Flugzeugen oder Schiffen) verbessern, in denen sich Empfänger und Hochleistungssender in unmittelbarer Nähe befinden.


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