GaN在射频功率领域会所向披靡吗？

　　小单元，分布式天线系统和一些微波链路：砷 化镓MMIC在这些市场的优势是射频功率低，TriQuint 半导体T2G4005528-FS(图1)是GaN竞争的典型代表，这种碳化硅衬底的氮化镓HEMT(高电子迁移率晶体管)工作在从直流到3.5 GHz的频率范围，并在3.3 GHz频率上提供64W 3dB增益压缩(P3dB)。

　　一些军事雷达可工作在高频(HF)到超高频(UHF)频率：LDMOS仍是这些系统最佳候选，虽然随着硅基氮化镓器件可以覆盖更广的带宽，可用于提供有竞争力的CW RF射频输出、增益、效率以及线性度，随着成本的下降它们将更有吸引力。

　　还有许多其他应用项目，比如有线电视分配放大器，在这些应用中，砷化镓和LDMOS的优势无可替代。简而言之，砷化镓和LDMOS技术在这些领域不会消失。

　　图1：TriQuint 半导体的宽频带的T2G4005528-FS封装的GaN-on-SiC的射频功率晶体管

　　GaN赢在哪里?

　　下面列出GaN的几个突出优点：

　　1.有源相控阵(AESA)雷达和电子战(EW)系统：这些是碳化硅衬底氮化镓(或者是金刚石衬底)晶体管或者单片微波集成电路(MMIC)的关键应用，而且多年来已经成为这个领域的事实标准，因为当前或再过几年都没有其他技术可以可供碳化硅衬底氮化镓的功率密度和其他优势。

　　下 图显示了Ka波段砷化镓和碳化硅衬底氮化镓MMIC射频功率放大器(如图2所示)的构成。两者都由TriQuint制造。每个放大器在30GHz提供6W 射频功率，不过，氮化镓所需的有源器件更少，所以MMIC只需要一个简单的四路功率合成器。砷化镓MMIC放大器需要更多的器件而且电路更复杂，因为它必 须包含32路功率合成器，它影响了MMIC的最终尺寸。砷化镓MMIC大约是铅笔橡皮擦顶部面积那么大小，而GaN 放大器则大约是生米粒大小。

　　图2：砷化镓MMIC大约是铅笔橡皮擦顶部面积那么大小，而GaN 放大器大约是生米粒大小。

　　显 然笼统来看这两个器件都不大，但当考虑应用的时候例如相控阵雷达时氮化镓的优势就很明显了。AESA雷达可能有70000个部件，每一个由基于MMIC的 发射/接收模块伺服，相对于砷化镓MMIC来说，氮化镓MMIC的尺寸可以更小，再结合氮化镓的高功率输出和更高的工作频率，氮化镓q器件在相控阵雷达中 取代砷化镓是理所当然的了。

　　2.工作在4 GHz以上大功率、宽带系统：除了氮化镓没有其他技术可以提供这些系统所需要的性能。从非常小的用于卫星通信合成孔径终端(VSATs)到更高频段的微波链路，氮化镓将是其不二的选择。