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- ELETTRONICA OGGI 432 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2013
ANALOG/MIXED SIGNAL
TRANSISTOR
Crescono i consensi sui
transistor in GaN e in SiC
I
nuovi transistor in GaN e SiC offrono molti vantaggi e,
innanzi tutto, hanno il gap fra la banda di valenza e la
banda di conduzione sensibilmente più alto (Wide Band
Gap) rispetto agli 1,12 eV del silicio e rispettivamente pari
a 3,4 e 2,86 eV. Grazie a ciò sono molto più robusti perché
offrono un campo elettrico di rottura di ben 300 V/µm per
il GaN e 220 V/µm per il SiC ossia almeno dieci volte mag-
giore dei 20 V/µm del silicio. Diverso è il discorso sulla
mobilità elettronica che vale 1500 cm
2
/Vsec per il silicio,
1600 cm
2
/Vsec per il GaN e 800 cm
2
/Vsec per il SiC e ciò
significa che in quest’ultimo i portatori di carica sono più
lenti rispetto ai primi due. Da ciò se ne può dedurre che
entrambi sono molto più robusti del silicio ma il GaN si
comporta meglio del SiC nelle applicazioni ad alta velocità.
In genere, comunque, la velocità di commutazione dei
dispositivi non dipende solo dalla mobilità elettronica ma
più precisamente dalla quantità di energia necessaria per
far svuotare o riempire di portatori di carica il canale fra
collettore ed emettitore. Quanto minore è la resistenza di
conduzione in base e tanto minore è l’energia di comando
e, di conseguenza, si può ottenere sul dispositivo un tempo
di commutazione più breve e dunque una miglior risposta
in frequenza. Invero, alla resistenza in base contribuisco-
no due componenti funzionali che sono la resistenza fra lo
strato superficiale metallico della base e il semiconduttore
al suo interno e la resistenza intrinseca di questo stesso
semiconduttore e, inoltre, due componenti strutturali che
sono la resistenza fra i contatti dell’emettitore e del collet-
Lucio Pellizzari
Il nitruro di gallio e il carburo di silicio hanno
un’eccezionale robustezza che li rende ideali
nelle applicazioni di potenza, specialmente
ora che i costi di fabbricazione diventano
competitivi rispetto al silicio
Fig. 1 – Gli analisti inglesi di IMS Research prevedono che il mercato dei transistor in SiC e in GaN crescerà di ben 18 volte entro il 2022
