EON-606

EON

EWS

606

MARZO

2017

riori) saranno disponibili in

misura sempre maggiore. I

transistor GaN, caratteriz-

zati da elevate tensioni di

breakdown e affidabilità di

funzionamento a tempera-

ture di canale elevate, rap-

presentano la soluzione

ideale per la realizzazio-

ne di amplificatore a sta-

to solido ad alta potenza.

Gli elevati valori di densi-

tà di potenza e di tensioni

di funzionamento del GaN

comportano l’insorgere

di alcune problematiche

per i progettisti. Innanzi-

tutto è necessario sceglie-

re un materiale adeguato

per il substrato e utilizzare

scambiatori di calore adat-

ti, mentre le piste di uscita

devono essere progettate

con estrema cura per ga-

rantire un’appropriata ge-

stione della potenza RF.

I condensatori di adatta-

mento devono essere ca-

ratterizzati da un elevato

valore di Q (bassa ESR)

per minimizzare le perdi-

te e ottimizzare l’efficien-

za, mentre le tensioni di

breakdown devono essere

elevate per gestire la po-

larizzazione in continua

(DC) e le oscillazioni della

tensione RF. I transistor

GaN sono contraddistinti

da un alto guadagno, che

aumenta al diminuire del-

la frequenza. Inoltre deve

essere garantita un’eccel-

lente stabilità sia all’interno

della banda sia al fuori di

essa, in modo particolare

alle basse frequenze.

Dalla

sicurezza

informati-

ca ai droni

I l me r c a t o

della difesa,

anche se non

è contraddi-

stinto da tas-

si di crescita

ass imi l ab i l i

a quelli delle

applicazioni

telecom com-

merciali, resta un settore

importante per i dispositivi

e i sottosistemi RF e micro-

onde. In questo contesto è

probabile che le tecnologie

sviluppate siano finalizza-

te a ridurre il costo globale

delle operazioni. La sicu-

rezza informatica è un altro

settore importante, in con-

siderazione del fatto che la

diffusione della connettività

si traduce in un aumento

del rischio di attacchi infor-

matici o di tentativi di viola-

zione delle difese.

Il controllo e la comunica-

zione degli UAV (Unman-

ned Aerial Vehicles), o

droni, è un altro segmento

applicativo di notevole

interesse. All’evoluzione

della tecnologia degli ae-

romobili a pilotaggio remo-

to, corrisponde un analogo

sviluppo della tecnologia di

rilevamento e disturbo dei

droni. Il costo e le presta-

zioni dei droni commercia-

li sono arrivati a livelli tali

che questi veicoli senza

pilota possono ora costitui-

re una potenziale minaccia

per aeroporti, centrali elet-

triche e altre infrastrutture

critiche. Per l’industria dei

componenti RF e a micro-

onde, la miniaturizzazione

di componenti e sottosi-

stemi e una maggiore effi-

cienza in fase di amplifica-

zione della potenza saran-

no sicuramente due delle

aree su cui focalizzare gli

sforzi di sviluppo. I sistemi

radar ad alta risoluzione

sono elementi cruciali per

consentire il rilevamento di

droni molto maneggevoli

e di piccole dimensioni e

la tecnologia GaN offre la

soluzione in grado di for-

nire la potenza adeguata

per disturbare i collega-

menti di controllo. Transi-

stor GaN a basso costo ed

elevate prestazioni capaci

di generare la potenza ri-

chiesta nelle bande di in-

teresse sono ora reperibili

con facilità. I programmi

di sviluppo di Plextek RFI

prevedono la realizzazio-

ne di MMIC GaAs custom

e amplificatori di potenza

GaN (sotto forma di com-

ponenti discreti e MMIC).

Un esempio è riportato in

figura 2, relativo a un mo-

dulo PA da 125W con gua-

dagno di 20 dB e un’effi-

cienza del 70% realizzato

utilizzando un singolo tran-

sistor GaN standard.

connettività tra cui Blue-

tooth, LTE Cat-0 e Cat-

1, WiFi, oltre a soluzioni

proprietarie che operano

nella banda ISM. Lampio-

ni connessi in modalità wi-

reless, gestione di flotte,

tracciamento di veicoli e

numerose altre applicazio-

ni M2M sono tutti esem-

pi di soluzioni IoT. I più

recenti standard cellulari

LTE – Cat-M1 e NB-IoT —

hanno iniziato a fare la loro

comparsa sul mercato e il

numero di installazioni e di

applicazioni dei dispositivi

IoT connessi continuerà ad

aumentare rapidamente.

Per l’industria dei dispo-

sitivi RF e a microonde, i

vantaggi ascrivibili alla dif-

fusione di IoT sono poten-

zialmente enormi. Nume-

rosi clienti di Plextek RFI,

ad esempio, sono interes-

santi allo sviluppo di mo-

duli multi-chip e package

custom in grado di suppor-

tare la costante miniaturiz-

zazione dei prodotti.

Cresce l’importanza

della tecnologia GaN

Sebbene la maggior par-

te del nostro lavoro nel

campo delle tecnologie

5G e IoT prevede l’uso di

MMIC realizzati sfruttan-

do come materiale l’ar-

seniuro di gallio (GaAs),

per numerose applicazio-

ni la tecnologia GaN sta

assumendo un’importan-

za sempre maggiore. Il

nitruro di gallio consente

la realizzazione di ampli-

ficatori di potenza RF e a

microonde caratterizzati da

elevati livelli di potenza di

uscita e di efficienza. Nel

corso di quest’anno saran-

no rilasciati nuovi dispo-

sitivi (sotto forma di com-

ponenti discreti e MMIC)

caratterizzati da eccellenti

prestazioni, mentre nuo-

vi processi e componenti

GaN in grado di garantire

elevate prestazioni a fre-

quenze di 40 GHz (e supe-

Fig. 1 – Uno

switch SP4T

(Single Pole 4

Throw) a 28 GHz

espressamente

progettato per

applicazioni 5G

Fig. 2 – Modulo

PA da 125W

caratterizzato

da un guadagno

di 20dB e

un’efficienza

del 70%

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