氮化镓|日本宇航研究开发机构测试了日本松下公司的下一代氮化镓晶体管，证明其具有高抗辐射性能

近日，日本宇航研究开发机构（ JAXA ）正在评估日本松下公司生产的下一代 X 波段氮化镓功率晶体管，这是松下公司于 2016 年开始批量生产的功率器件。

位于茨城县筑波市的 JAXA 筑波航天中心正在进行火箭、卫星以及基础技术的研究开发。第一研究小组负责开发导航制导控制、电信系统、空间电力系统和电子器件，并已开始评估和验空间应用的 X-GaN 晶体管。

第一小组中负责电子器件的成员 Eiichi Mizuta 说：“空间是一个非常恶劣的环境，特别是太空辐射可能会损坏电子器件，所以我们需要采取对策。我们采用氙离子对松下 X-GaN 晶体管进行辐射测试，测试结果表明 X-GaN 晶体管具有很强的抗辐射性能。商用器件具有如此高的抗辐射性能令我们非常惊讶。 ”

此外， Mizuta 还表示：“ X-GaN 器件可以实现更快的开关速度，应用于卫星时，可以帮助减少有效载荷质量，因为卫星有严格的有效载荷质量限制，这使得 X-GaN 器件非常有吸引力。”

Mizuta 也表示，松下的 X-GaN 具有成为下一代空间器件的巨大潜力，希望继续与松下紧密合作，开发更好的空间用器件。

一个月前，松下公司宣布开发出金属绝缘体半导体（ MIS ）型氮化镓功率晶体管，能够在阈值电压不变的情况下连续稳定工作。该技术可以进一步提高氮化镓功率晶体管的工作速度，实现电子器件的小型化。

金属绝缘体半导体（ MIS ）型 GaN 功率晶体管被认为是可以实际应用的下一代功率器件。同时，松下一直在研究 MIS 栅结构，以进一步提高器件运行速度。然而，在传统 MIS 型氮化镓功率晶体管中会发生滞后现象，并且尚未证实高电流和高电压的高速开关工作。

松下公司首次能够确认在 20A 电流下 MIS 型 GaN 功率晶体管能够持续稳定运行 - 这是未来超快 GaN 功率器件所需的特性，使得在开关频率显着增加的情况下，小型化外围无源元件成为可能。利用该技术可以实现各种功率转换电路的高效操作和小型化，诸如用于服务器和基站的电源。新型晶体管有助于扩大氮化镓功率晶体管应用市场。

松下新开发的氮化镓功率晶体管具有以下特点：

• 持续稳定的操作：最大栅极电压为 + 10 V

• 高电流和高电压操作： 20 A 的漏极电流和 730 V 的击穿电压

• 高速切换： OFF 运行时间为 1.9 ns ， ON 运行时间为 4.1 ns

新晶体管采用以下技术开发：

（1）使用 AlON 栅绝缘体

新型 AlON 栅极绝缘体抑制了栅极电压对漏极电流特性的滞后现象，从而实现持续的稳定工作，栅极电压高达 + 10V ，以实现高速开关

（ 2 ）无损凹陷式栅结构

晶体生长技术可以在无加工损伤的情况下形成凹槽栅极结构，从而可以在保持常关操作的同时实现高漏极电流