EO_445

- 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

TGS2354

di TriQuint si adatta perfettamente alle

esigenze delle applicazioni ad alta potenza