创意设计logo,长春seo关键字排名优化,新网站怎么快速收录必做,顺的网站建设精英文章是关于氮化镓#xff08;GaN#xff09;场效应晶体管#xff08;FET#xff09;技术在空间应用中的可靠性、辐射效应和市场前景的概述。文章由Airbus Defence Space的多位专家撰写#xff0c;涵盖了GaN FET技术的多个关键方面#xff0c;包括技术概述、可靠性问…文章是关于氮化镓GaN场效应晶体管FET技术在空间应用中的可靠性、辐射效应和市场前景的概述。文章由Airbus Defence Space的多位专家撰写涵盖了GaN FET技术的多个关键方面包括技术概述、可靠性问题、辐射敏感性、市场分析以及未来空间应用的使命需求。
I. 引言 (Introduction)
文章从GaN功率器件作为新兴技术开始强调了其在商业上日益增长的兴趣尤其是在电源转换应用中的优越性能。GaN技术允许设计更高频率和效率的电源转换器超越了传统硅Si器件的极限。文章指出可靠性和辐射是GaN HEMT器件的关键问题因为它们可能受到在硅技术中未观察到的多种失效机制的影响如栅极边缘退化、俘获和去俘获、热电子效应等。这些失效机制可能导致电气退化如动态导通电阻增加、击穿机制、阈值电压的永久性和可恢复变化以及栅极漏电流的变化。在辐射敏感性方面尽管GaN材料本身对位移损伤和剂量效应具有辐射硬化特性但GaN技术被认为对单粒子效应SEE敏感。
II. 使命需求概览 (Overview of Mission Requirements)
文章讨论了GaN技术在提高开关能力方面相比硅技术的改进这使得在等效耗散下可以实现更高的开关频率。系统研究表明主要电源转换可能从功率密度的翻倍中受益从而在电源系统级别实现显著的质量和成本节省。GaN技术可能受益的构建块包括最大功率点跟踪器、调节总线转换器和等离子推进电源单元。文章强调了对电气推进的需求增加如通信和探索任务其中质量和或成本的突破对于维持业务至关重要。
III. GaN FET技术与可靠性 (GaN FET Technology and Reliability)
文章深入探讨了GaN设备特别是横向异质结场效应晶体管HFETs也称为高电子迁移率晶体管HEMTs。文章解释了p-GaN HEMT的基本结构强调了AlGaN/GaN异质结的特点包括形成高迁移率电子层2DEG和由于AlGaN和GaN之间的晶格失配引起的压电晶体应变。这些特性为射频RF和功率应用提供了独特的组合。文章还讨论了GaN器件可能受到的不同失效机制这些机制在硅技术中未被观察到包括高电压、电流、压电效应以及外延层、机械基底和封装之间的热失配。
IV. GaN FET市场 (GaN FET Market)
市场调查部分基于质量与可靠性评估、辐射评估、商业评估、设计评估和供应链评估。尽管全球有许多参与者在开发GaN-FET解决方案但只有少数几家真正适合空间使用。文章指出空间DC/DC电源转换的基线要求通常是常闭或增强模式e-mode。市场上已有采用p-GaN门结构的GaN-FET产品如Panasonic、EPC、Renesas、Freebird、GaN Systems和Infineon等工业供应商。文章还提到了IMEC和FBH等欧洲机构提供的GaN-IC代工服务。
V. 结论 (Conclusion)
文章总结了关于GaN-FET的一些常见误解特别是关于其固有的辐射硬度。作者指出目前市场上能够承受辐射特别是重离子的GaN-FET产品限制在300V以下。对于更高电压的GaN-FET如650V及以上这些电压对于电推进是有趣的将需要特定的辐射硬化和特定的辐射硬化工艺。文章强调了欧洲迫切需要协调的主要努力以开发可在空间中使用更高电压超过300V的辐射硬化和高可靠性GaN-FET。此外作者建议基于正在进行的JEDEC GaN子委员会JC-70.1的结果建立ESCC标准以评估空间应用的可靠性。
总结
这篇文章为读者提供了GaN FET技术在空间应用中的全面概述包括技术优势、面临的挑战、当前市场状况以及未来发展的方向。文章强调了GaN FET在提高电源转换效率和频率方面的潜力同时也指出了在可靠性和辐射硬度方面的挑战。此外文章还讨论了欧洲在开发适用于空间应用的高可靠性GaN FET方面的紧迫需求并提出了一些建议和未来研究方向。通过这篇文章读者可以了解到GaN FET技术在空间领域的应用前景以及为了实现这些应用所需克服的技术障碍。
