DARPA希望通過新的器件級電子散熱技術(shù)晶體管放大器計劃

DARPA希望通過新的器件級電子散熱技術(shù)晶體管放大器計劃，提升雷達(dá)射頻功率輸出。雷達(dá)的軍用和民用范圍廣泛，無論是用于導(dǎo)航、控制空中交通、跟蹤天氣模式、執(zhí)行搜索和救援任務(wù)、繪制地形圖還是其他功能，雷達(dá)技術(shù)都在不斷進(jìn)步。

作為射頻（RF）系統(tǒng)，雷達(dá)的能力取決于在保持信號強度的同時進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知和通信的能力。強大的射頻信號能力擴展了任務(wù)導(dǎo)向的通信和態(tài)勢感知能力，但增強射頻輸出的微電子技術(shù)，特別是高功率密度晶體管，必須克服熱限制，才能以更高的輸出功率可靠運行。器件級電子散熱技術(shù)（Technologies for Heat Removal in Electronics at the Device Scale (THREADS)）旨在克服一般內(nèi)部電路操作固有的熱限制，特別是關(guān)鍵功率放大功能。

如今，射頻系統(tǒng)的工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電子容量的極限，這僅僅是因為作為射頻放大器基本組成部分的晶體管變得過熱。THREADS采用新的材料和方法來擴散降低性能和任務(wù)壽命的熱量，以晶體管級別的熱管理挑戰(zhàn)為目標(biāo)。這項工作的核心將是在不降低性能或增加晶體管占地面積的情況下降低散熱所涉及的熱阻，這是提高雷達(dá)能力的關(guān)鍵。為此，THREADS在克服熱極限方面的工作可以幫助實現(xiàn)在基本電子極限附近工作的高功率密度晶體管，從而在放大RF輸出功率方面達(dá)到新的水平。

寬帶隙晶體管，如氮化鎵（GaN），是專門為提高功率放大器的輸出密度而開發(fā)的，與上一代晶體管技術(shù)相比，GaN確實提供了5倍以上的改進(jìn)。GaN的功率輸出有可能進(jìn)一步提高一個數(shù)量級，但由于廢熱過多，目前無法在持續(xù)運行中實現(xiàn)。如果能緩解熱量問題，就提升放大器性能，增加雷達(dá)的作用距離。如果該計劃成功，DARPA能夠?qū)F(xiàn)有的雷達(dá)的作用距離提高2倍到3倍。

審核編輯 ：李倩