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- ELETTRONICA OGGI 445 - MAGGIO 2015
COVERSTORY
ancora più interessan-
ti quando il loro costo
diminuirà, dato che
coprono larghezze di
banda molto più ampie,
sono competitivi in ter-
mini di uscite di poten-
za CW RF, guadagno,
efficienza e linearità.
Esistono molte altre ap-
plicazioni con requisiti
simili, come gli amplifi-
catori di distribuzione
via cavo, in cui i vantag-
gi offerti da nitruro di
gallio e LDMOS avranno
un ruolo importante.
Non si può certo dire,
quindi, che le tecnolo-
gie GaAs e LDMOS sia-
no in declino.
Ambiti vincenti del
nitruro di gallio
Il nitruro di gallio offre
il meglio di sé nelle se-
guenti applicazioni:
Radar AESA (Active
Electronically-Stee-
red Array) e sistemi
EW (Electronic Warfare):
si tratta di applicazioni
chiave in cui i transistori GaN-on-SiC (o forse su
diamante) e gli MMIC sono pronti a diventare lo
standard di fatto per molti, molti anni. Nessun’altra
tecnologia attuale o del prossimo futuro è in grado
di fornire la densità di potenza e gli altri vantaggi
del GaN-on-SiC. Come dimostra graficamente la fi-
gura 2, che illustra gli amplificatori di potenza RF
MMIC GaAs e GaN-on-SiC in banda Ka, entrambi
fabbricati da TriQuint. Ciascuno offre 6W di poten-
za a 30 GHz. Il nitruro di gallio, tuttavia, richiede
molti meno dispositivi attivi per ottenere questo
risultato, quindi l’MMIC richiede solo un semplice
combinatore di potenza a quattro vie. L’amplifica-
tore MMIC GaAs necessita di molti più dispositi-
vi ed è più complicato, in quanto deve integrare
una rete di combinazione a 32 vie e ha un ruolo
importante nella dimensione risultante dell’MMIC.
L’MMIC GaAs ha dimensioni equiparabili a quelle
di una gomma tappo per matita, mentre l’amplifi-
catore GaN è grande più o meno come un chicco
di riso. Ovviamente nessuno di questi dispositivi è
grande in termini generali, ma se considerati nella
loro applicazione più probabile – i radar basati su
AESA – i vantaggi del nitruro di gallio sono enor-
mi. In un radar AESA che potrebbe avere 70.000
elementi, ciascuno dei quali servito da un modulo
rice-trasmittente basato su MMIC, il beneficio delle
dimensioni ridotte rispetto all’MMIC GaAs è evi-
dente. In combinazione con la capacità del nitru-
ro di gallio di produrre uscite di potenza RF molto
elevate a questa frequenza e a frequenze superiori
faranno sì che gli MMIC GaN sostituiranno le ri-
spettive controparti GaAs nei futuri radar basati su
AESA e nei sistemi EW.
Sistemi ad alta potenza e a banda larga funzio-
nanti sopra i 4 GHz:
nessuna tecnologia, tranne il
nitruro di gallio, è in grado di offrire le prestazio-
ni che questi sistemi richiedono. Dai VSAT (Very
Small Aperture Terminals) per le comunicazioni
satellitari ai collegamenti a microonde a frequenze
più alte, il nitruro di gallio è o sarà la scelta ovvia
(e l’unica possibile).
Alcuni amplificatori a basso rumore (LNA):
men-
tre le tecnologie GaN e GaAs sono equiparabili per
quanto riguarda le prestazioni di rumore, il nitruro
Fig. 3 – Il die dello switch GaN-on-SiC
TGS2354di TriQuint si adatta perfettamente alle
esigenze delle applicazioni ad alta potenza