Транзисторы на основе GaN

Транзисторы на основе нитрида галлияАО «Российская электроника» приступила к созданию перспективных типов транзисторов, относящихся к самым передовым в мире.

Новые разработки открывают большие возможности в развитии мобильной и космической связи, а также уже в ближайшее десятилетие приведут к значительному уменьшению размеров блоков питания, адаптеров и зарядных устройств.

Новые разработки Росэлектроники, в сфере полупроводников, обеспечивают эффективность техники будущего вне зависимости от сферы ее применения.

В частности, московский завод «Пульсар», входящий в холдинг, приступил к проектированию транзистора на основе нитрида галлия (GaN) – широкозонном полупроводнике.
Специалисты предприятия планируют получить опытные образцы нового изделия уже в 2017 году.
Такой транзистор поднимет на новый уровень производство блоков питания различных типов, а также сыграет значимую роль в развитии мобильной и космической связи.

Структуры GaN уже являются основной частью оптоэлектронных приборов, таких как светодиоды и лазеры. Все более широкое применение они находят и в области радио- и силовой электроники: СВЧ-транзисторах, усилителях сигнала, силовых переключательных транзисторах, преобразователях тока и прочих приборах.

Развитие производства мощных переключательных транзисторов, созданных на основе GaN, как ожидается, уже в ближайшее десятилетие приведет к значительному уменьшению габаритов блоков питания, адаптеров, зарядных устройств. В частности, позволит принципиально сократить массу и повысить эффективность электромобилей и гибридов.

В мобильной связи пятого поколения мощные СВЧ-транзисторы на основе GaN позволят увеличить объемы передаваемого трафика за счет большего диапазона частот. На сегодня разработчики завода «Пульсар» совместно с Институтом сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН провели работы по созданию приемопередающих модулей в диапазонах 23–25 ГГц и 57–64 ГГц. Это позволит уже в ближайшее время выпускать монолитные интегральные схемы на основе широкозонных полупроводников.

Приборы на основе GaN обладают высокой радиационной стойкостью, что обуславливает их широкое проникновение в отрасль космической связи.

В то же время другое предприятие холдинга – нижегородский «Салют» – приступило к изысканиям в сфере создания так называемых спиновых полевых транзисторов (от англ. spin – «вращение»). Этот тип полупроводниковых приборов отличает высокая скорость переключений между состояниями транзистора и низкое энергопотребление.

Как отмечают специалисты «Росэлектроники», в настоящее время еще нигде в мире не налажено серийное производство спиновых транзисторов.

Основная идея этих приборов заключается в том, что электроны, инжектируемые в канал транзистора, проходят через ферромагнитный «исток», где приобретают определенную поляризацию. Под действием приложенного электромагнитного поля в канале спины электронов испытывают прецессию и подходят к уже ферромагнитному «стоку». Направление поляризации спина электронов определяется приложенным напряжением на затворе. Таким образом, существуют два варианта: когда спин-поляризованный ток проходит через «сток» либо же когда спинового тока нет.

Идея очень привлекательна, так как обещает создание прибора с очень высокой скоростью переключения между состояниями транзистора и низким энергопотреблением. При этом технологически процесс изготовления спиновых транзисторов, как ожидается, подобен технологиям создания традиционных полевых транзисторов, что существенно удешевляет планируемое производство.

Подробнее о заводе «Пульсар» http://gz-pulsar.ru/