Skip to main content
  1. Home >
  2. About Fujitsu >
  3. Hírek >
  4. Sajtóközlemények >
  5. 2010>
  6. A Fujitsu gallium-nitridből készült, új fejlesztésű HEMT teljesítményerősítője világrekorder a milliméteres hullámhossztartomány W-sávjában

A Fujitsu gallium-nitridből készült, új fejlesztésű HEMT teljesítményerősítője világrekorder a milliméteres hullámhossztartomány W-sávjában

Hatszoros hatótávolság a korábbi erősítőkhöz képest

Budapest/Tokió, November 03, 2010

A Fujitsu Limited és a Fujitsu Laboratories Ltd. bejelentette, hogy teljesítményerősítőt fejlesztett ki gallium-nitridből (GaN)(1) készült HEMT (High Electron Mobility Transistors) tranzisztorok felhasználásával(2). Az új teljesítményerősítő 1,3 wattos világrekorder kimeneti teljesítményt ért el a vezeték nélküli kommunikációban, a milliméteres hullámhossztartomány egyre szélesebb körben használt W-sávjában(3). Az új erősítő átviteli teljesítménye tizenhatszorosa a korábbi gallium-arzenidből (GaAs) készült erősítőkének, ami lehetővé teszi a W-sáv hatótávolságának mintegy hatszoros kiterjesztését.

A Fujitsu új GaN HEMT-alapú teljesítményerősítőjével olyan régiókban is megvalósítható a nagy kapacitású vezeték nélküli kommunikáció, ahol nem lehet optikai szálas kábeleket fektetni. A megoldás ezenkívül esőben és a milliméteres hullámot gyengítő egyéb körülmények között is jó minőségű kommunikációt garantál.

Háttér Az internetes kommunikáció és mobiltelefonos hálózatok bővülése nyomán megnövekedett az igény a nagyobb sávszélességek iránt. Erre reagálva a világon mindenütt optikai szálas kábelekkel, nagy kapacitású trönkvonalakból álló rendszereket építenek. Mivel ez a jelátvitel szempontjából kedvezőtlen domborzatú térségekben problémás, nagy az érdeklődés az optikai szálas kábelekével megegyező, 10 Gbps maximális adatátviteli sebességre képes nagy sávszélességű vezeték nélküli trönkvonalak iránt. Ez a technológia alkalmas lehet a digitális szakadék áthidalására(4).

A milliméteres hullámhossztartomány W-sávja 10 Gbps átviteli sebességig jól használható vezeték nélküli kommunikációra. Az átviteli egységben található teljesítményerősítő fontos szerepet játszik abban, hogy a milliméteres hullámhossztartományban keletkező jel elérje az átvitelhez szükséges erősséget.

Eddig a Fujitsu és a Fujitsu Laboratories 350 mW teljesítményt tudott elérni GaN-alapú HEMT tranzisztorokra épülő teljesítményerősítőkkel. A milliméteres hullámhossztartomány W-sávjában azonban jelentősen gyengülnek a jelek a légköri elnyelés és a csapadék miatt, ezért olyan teljesítményerősítőkre van szükség, amelyek néhánytól akár többször tíz kilométeres távolságig képesek stabilan továbbítani a jelet.

Technológiai kihívások A teljesítményerősítőn belül úgy történik az áramelosztás, hogy az elosztó áramkörben a bemeneti jel több párhuzamos tranzisztor között osztódik szét. Az egyes tranzisztorok által felerősített jelet az egyesítő áramkör egyesíti, ami lehetővé teszi nagy kimeneti teljesítmény elérését 70 GHz feletti frekvenciaszinten azonban a magas frekvenciájú komplex jeleloszlás interferenciája miatt a jel gyengül az elosztó és az egyesítő áramkörben, ami megakadályozza a kívánt teljesítmény elérését. Emiatt speciális elosztó és egyesítő modellt kellett építeni kimondottan a milliméteres hullámhossztartományban történő használatra, és olyan megoldást kellett kidolgozni, amely a komplex jeleloszlást figyelembe véve támogatja a kívánt teljesítmény elérését.

 

Az új technológia 1) A GaN HEMT-tranzisztor passzivációs rétegének optimalizálása Miután elemezte, miért távoznak el az elektronok az elektroncsatorna-rétegből és halmozódnak fel a passzivációs rétegben, a Fujitsu a passzivációs rétegben használt szilícium-nitrid (SiN) elégtelen kristályosodására vezette vissza a problémát. A réteg SiN-össztételének és kristályszerkezetének továbbfejlesztésével a Fujitsu olyan passzivációs réteget hozott létre, amelyben minimális mértékben jelentkeztek kristályosodási hiányosságok, tehát az elektronok nehezebben halmozódtak fel. Így a technológia több mint kétszeresére erősítette a magas frekvenciájú áramot a korábbi technológiához képest.

2) Elosztó és egyesítő modell kidolgozása elektromágneses elemzés útján A nagyfrekvenciájú jel komplex jeleloszlásának az elosztó és az egyesítő áramkörök fizikai tulajdonságait figyelembe véve végzett elektromágneses elemzése alapján a Fujitsu sikeresen megtervezte azt a nagy pontosságú áramkört, amely csökkenti a jel gyengülését a két áramkörben. Így a Fujitsu mintegy 15 százalékkal tudta növelni a megoldás pontosságát.

Eredmények A fenti technológiákat felhasználva elkészült a milliméteres hullámhossztartomány W-sávjában működő vezeték nélküli eszközökben használható új teljesítményerősítő. Az új erősítő maximális kimeneti teljesítménye 1,3 watt. A GaN HEMT-alapú teljesítményerősítők között jelenleg ez a legmagasabb teljesítmény a világon – ebben a frekvenciasávban, egyetlen integrált áramkör használatával.

Az új erősítő átviteli teljesítménye tizenhatszorosa a korábbi gallium-arzenidből (GaAs) készült erősítőkének. Ezt a Fujitsu által tavaly kifejlesztett GaN HEMT vevőoldali teljesítményerősítővel együtt alkalmazva várhatóan mintegy hatszorosára nő a hatótávolság a GaAS-alapú adóvevőkhöz képes. Ez pedig még olyan helyzetekben is jó minőségű kommunikációt biztosít, amikor csapadék vagy más tényezők miatt gyengül a jelerősség.

A Fujitsu és a Fujitsu Laboratories tovább dolgozik az új GaN HEMT-alapú teljesítményerősítő teljesítményének növelésén és frekvenciaspektrumának kibővítésén.

Glosszárium 1 Gallium-nitrid (GaN): Olyan nagy sávréssel rendelkező félvezető anyag, amely magas hőmérsékleten is stabilan és nagyobb letörési feszültséggel működik, mint a korábban használt anyagokra (pl. szilícium- vagy gallium-arzenid) épülő félvezető technológiák.

2 High Electronic Mobility Transistor (HEMT): Olyan térvezérlésű tranzisztor, amely a különféle félvezető-anyagok közötti határon található elektronréteg mozgását használja ki, ami viszonylag gyors a hagyományos félvezetőkön belüli elektronmozgáshoz képest. A Fujitsu az 1980-as években fejlesztette ki a megoldást, amelyre a mai ICT-infrastruktúrák (pl. műholdas adóvevők, vezeték nélküli eszközök, GPS-alapú navigációs rendszerek és szélessávú vezeték nélküli hálózati rendszerek) jelentős része épül.

3 W-sáv: A 75-től 110 GHz-ig terjedő rádiósáv neve. A nagy sebességű vezeték nélküli kommunikációnál, gépkocsiradaroknál, képérzékelőknél stb. használják.

4 Digitális szakadék: Az infokommunikációs technológiával jól és kevésbé jól ellátott lakosság illetve régiók közötti gazdasági különbségre utal.

A Fujitsu

A Fujitsu az IT-alapú üzleti megoldások vezető szállítója a globális piacon. Mintegy 175 ezer embernek ad munkát a világ 70 országában. Globális szolgáltatási és rendszerszakértői csapatával, megbízható számítástechnikai illetve kommunikációs termékeivel és fejlett mikroelektronikai megoldásaival hozzáadott értékhez juttatja ügyfeleit. A tokiói központból irányított Fujitsu Limited (TSE: 6702) 4,6 ezer milliárd jen (47 milliárd dollár) konszolidált árbevételt ért el a 2009. március 31-ével zárt pénzügyi évben. Bővebben: www.fujitsu.com.  

A Fujitsu Technology Solutions

A Fujitsu Technology Solutions Európa vezető IT-infrastruktúra szállítója. Kis-, közép- és nagyvállalatok, valamint az egyéni felhasználók igényeit is képes kielégíteni az európai, közel-keleti és afrikai országokat átfogó EMEA-régió valamint India összes fontos piacán. A vállalat a dinamikus infrastruktúra jegyében az IT termékek, megoldások és szolgáltatások teljes portfolióját kínálja a dinamikus adatközpont megoldásoktól kezdve a menedzselt infrastruktúrákig és az infrastruktúra, mint szolgáltatás (laaS) termékekig. A több mint 10 ezer embert foglalkoztató Fujitsu Technology Solutions a globális méretű Fujitsu Group tagvállalata, amely a világ 70 országában, több mint 160 ezer alkalmazottal kínál IT alapú üzleti megoldásokat ügyfeleinek. A tokiói központú Fujitsu konszolidált árbevétele a 2008. március 31-én lezárult pénzügyi évben elérte az 5,3 trillió yent, azaz 53 milliárd US dollárt. További információért látogasson el a hu.ts.fujitsu.com/aboutus oldalra.

 

További információ: Bozóki Timea Tel: (1) 471-2137 E-mail: timea.bozoki@ts.fujitsu.com