Использование подложек из нитрида галлия позволяет обойтись без сложных цифровых схем коррекции, снизить энергопотери и уменьшить размеры высокочастотного оборудования
Mitsubishi Electric впервые продемонстрировала существенное подавление частотной дисперсии в транзисторах на основе нитрида галлия (GaN) благодаря использованию подложек из того же материала. Компания также установила, как дефекты кристаллической структуры влияют на возникновение этого эффекта.
В обычных GaN-транзисторах слой нитрида галлия выращивают на подложке из карбида кремния (SiC), который хорошо отводит тепло. Однако из-за различий между материалами при выращивании слоя возникают дефекты кристаллической решётки. При работе на высоких частотах они препятствуют движению электронов и вызывают частотную дисперсию — изменение характеристик тока в зависимости от частоты сигнала. Это приводит к нестабильной работе транзистора.
Источник изображения: сгенерировано Muse
Для компенсации эффекта в существующих системах приходится использовать сложные цифровые схемы коррекции, которые увеличивают размеры оборудования и энергопотери. Mitsubishi Electric изучила поведение транзисторов с GaN-подложками с помощью нового метода анализа электрических цепей, учитывающего отклик дефектов материала.
Разработка ведётся с 2024 года в рамках проекта Министерства окружающей среды Японии по ускорению внедрения компонентов и материалов для сокращения выбросов CO₂.
Компания показала, что при использовании GaN-подложки частотную дисперсию удаётся существенно подавить и получить более стабильные характеристики на разных частотах. Это позволит упростить корректирующие схемы и уменьшить энергопотребление высокочастотных устройств.
Среди возможных применений — промышленные микроволновые установки для переработки пластиковых отходов в химическое сырьё, базовые станции 5G и 6G, а также радиолокационные системы. Результаты представят на Международном семинаре по нитридным полупроводникам IWN2026 8–13 ноября в японском Кумамото.
