Neuer Transistor: 200 Grad für Handy-Masten

Galliumnitrid-Schaltung widersteht hohen Temperaturen

Neben immer kleineren und stromsparenden Transistoren, wie sie für mobile Mikroelektronik gefordert sind, forschen die Halbleiter-Hersteller auch an Verfahren, um besonders hohe Spannungen zu schalten. Fujitsu hat nun einen neuen Transistor entwickelt, der sich unter anderem für Handy-Sendemasten eignen soll.

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Bei mobilen Funknetzen sind von den Basisstationen nicht nur hohe elektrische Leistungen gefordert. Neben den Schaltströmen selbst heizen sich die Geräte durch die Funkwellen und Witterungseinflüsse auf. Besonders widerstandsfähige Elektronik ist also gefragt. Dafür soll sich auch Fujitsus neue Schaltung eignen, die der Hersteller unter anderem für die Leistungsverstärker von Handy-Netzen, aber auch WLAN-Richtverbindungen und WiMax-Zellen empfiehlt.

Fujitsus neue Entwicklung ist ein "High Electron Mobility Transistor" (HEMT), wie ihn das Unternehmen bereits 1980 als erster Halbleiter-Hersteller vorstellen konnte. Dabei handelt es sich um die Spezialform eines Feldeffekt-Transistors (FET), bei der sich die Elektronen im leitfähigen Kanal des Transistors besonders schnell bewegen können. Vergleichbar ist der Effekt mit Strömung von Wasser durch einen sich verengenden Kanal: Da der Weg schmaler wird, muss sich die Geschwindigkeit erhöhen, um den gleichen Durchfluss zu erhalten.

Schemazeichung des HEMT mit Galliumnitrid (GaN)
Schemazeichung des HEMT mit Galliumnitrid (GaN)
Der neue HEMT von Fujitsu ist aus Galliumnitrid auf einem Silizium-Substrat aufgebaut. Gallium kommt bei Halbleitern schon länger zum Einsatz, meist jedoch als Galliumarsenid. Die neue Verbindung soll laut Fujitsu vor allem höhere Temperaturen und Spannungen aushalten als bisherige Konstruktionen. Bei 50 Volt und 200 Grad Celsius sollen die Schaltungen über 100 Jahre stabil funktionieren. In der Spitze sollen die Transistoren bis zu 300 Grad Celsius überstehen. Laut Angaben des Unternehmens kamen bisherige Leistungstransistoren für den Außeneinsatz nur auf Schaltspannungen von 28 Volt.

Wann die neuen Transistoren serienreif sein sollen und wie sich Galliumnitrid in bestehenden Produktionsanlagen für Halbleiter einfügen lässt, gab Fujitsu noch nicht bekannt. Der Chip-Hersteller will die Technologie aber baldmöglichst mit seinen eigenen Produkten für Funknetze anbieten.

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