Spannung und ISC von GaAs-Solarzellen

    Eine integrierte Galliumarsenid-Schaltung (GaAs) bezieht sich auf eine integrierte Schaltung, die aus Halbleiter-Galliumarsenid-Bauelementen (GaAs) besteht. Zu den integrierten GaAs-Schaltkreisen gehören GaAs-Ultrahochgeschwindigkeits-integrierte Schaltkreise (VHSIC), mikrowellenmonolithische integrierte Schaltkreise (MMIC) und fotoelektrische integrierte Schaltkreise (Isc). Gaasisch bezieht sich hauptsächlich auf integrierte Schaltkreise aus GaAs-Halbleitermaterialien. Seine aktiven Bauelemente sind hauptsächlich Metall-Schottky-Feldeffekttransistoren (MESFET) und Sperrschicht-Feldeffekttransistoren (JFET); Dazu gehören auch integrierte Schaltkreise, die von Geräten wie High Electron Mobility Transistor (HEMT) und Heterojunction Bipolar Transistor (HBT) entwickelt wurden und aus Materialien bestehen, die durch Molekularstrahlepitaxie (MB) und organische Metalldampfabscheidung (MOCVD) gezüchtet wurden.

    GaAs Isc bietet die Vorteile hoher Frequenz, hoher Geschwindigkeit, hoher Leistung, geringem Rauschen und geringem Stromverbrauch. Die Obergrenze der CMOS-Arbeitsfrequenz liegt bei etwa 150 MHz. BiCMOS kombiniert mit Bipolartransistortechnologie kann die Arbeitsfrequenz auf 300 MHz erhöhen. Wenn eine Erhöhung der Frequenz erforderlich ist, muss die ECL-Technologie übernommen werden, und ihre Arbeitsfrequenz kann auf 2 bis 5 GHz erhöht werden. Der Integrationsgrad der Stichprobe erreicht 30.000 bis 40.000 Gatter, aber der Stromverbrauch ist zu hoch und die Wettbewerbsfähigkeit des Produkts ist schlecht. Der Trend geht zur Einführung der GaAs-Technologie, ihre Arbeitsfrequenz kann mehr als 5 bis 10 GHz erreichen und der Stromverbrauch ist moderat. Daher ist es die am häufigsten anwendbare Technologie für Hochgeschwindigkeitssysteme, insbesondere solche über 2,4 Gbit/s. Für einige Anwendungen kann die geringe Rausch- und Hochfrequenzleistung von MESFET die Anforderungen nicht erfüllen, sodass neue Geräte HEMT, HFET und PHEMT eingeführt werden müssen. Um den Kostenfaktor zu berücksichtigen, werden manchmal diskrete Geräte verwendet. Beispielsweise wird bei DBS-Empfängern der zweistufige rauscharme Verstärker durch diskreten HEMT realisiert.

GaAs HBT ist ein aufstrebender Wettbewerber. Es bietet die Vorteile einer Einzelstromversorgung und die geringen Phasenrauscheigenschaften bipolarer Geräte. Es ist für Oszillatoren geeignet. Das bestehende Problem sind die hohen Kosten. Es ist erwähnenswert, dass bei der drahtlosen Kommunikation besonderes Augenmerk auf den Niederspannungsbetrieb gelegt wird. PHEMT hat genau diesen Vorteil. Beispielsweise wird ein geeignetes Netzwerk mit der besten Anpassung verwendet, mit einer Betriebsfrequenz von 800 MHz, einer Leckstromvorspannung von 1,5 V, einer Ausgangsleistung von 30 MW, einer Verstärkung von 10,6 dB und einem zusätzlichen Wirkungsgrad (PAE) von 80,4 %; Die Vorspannung beträgt 3 V, die Ausgangsleistung beträgt 122 mW, die Verstärkung beträgt 12,2 dB und die PAE beträgt 84 %. Tabelle 3 listet die Leistungsänderungen des Geräts auf, wenn die Leckvorspannung Voc 1,5 bis 7,8 V beträgt. Bei Verwendung einer geeigneten Pinch-Off-Spannung kann auch eine Einzelstromversorgung realisiert werden