松下半導體開發出了在25GHz毫米波頻帶中最大輸出功率可達10.7W的GaN(氮化鎵)晶體管。該產品在大口徑晶圓獲取便利、量產性較高的硅底板上制作而成。該公司稱,作為在硅底板上制成的GaN晶體管,達到了“業界最高輸出功率”。另外,該公司還確認到,在60GHz頻帶中可獲得高達2.4W/mm的輸出功率密度,稱這一數值“超過了在SiC(碳化硅)底板上制成的GaN晶體管”。
采用此次開發的GaN晶體管,試制調制方式采用OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)的25GHz收發器時,能以16Mbit/秒的實際數據傳輸速度獲得2W的平均輸出功率。該公司表示,考慮到收發天線的增益及大氣中的傳播損耗因素后進行試算的結果表明,可實現84km的長距離通信。
GaN晶體管可實現高輸出功率的理由有兩點。一是使較大的漏極電流通過。通過提高在硅底板上形成的GaN膜的結晶性,使高達1.1A/mm的漏極電流通過。另一個理由是提高了漏極電壓。此次開發的GaN晶體管為MIS(metal insulator semiconductor)型。該晶體管的柵極絕緣膜通過采用結晶性較高的SiN(氮化硅)膜,提高了柵極擊穿電壓,實現了+55V的漏極電壓。該公司稱,此前一直采用非結晶狀態的SiN膜。