Progettazione di componenti basati su GaN e loro applicazione alle antenne ad alta potenza

Questo lavoro dimostra la fattibilità dell'utilizzo della tecnologia al nitruro di gallio (GaN) nei sistemi RF riconfigurabili. I diodi varactor e i circuiti di commutazione basati su GaN sono considerati candidati promettenti per applicazioni ad alta potenza e alta frequenza. La prima parte è dedicata allo sviluppo di dispositivi GaN attivi. I componenti attivi sono stati realizzati utilizzando il processo HEMT al GaN del Consiglio Nazionale delle Ricerche del Canada (NRC). Sulla base di tre processi, ovvero GaN150v0 (lunghezza del gate pari a 0,15 µm), GaN500v1 e GaN500v2 (entrambi con lunghezza del gate pari a 0,5 µm), sono stati prodotti numerosi diodi varactor di diverse dimensioni, che sono stati caratterizzati tramite misurazioni in corrente continua (DC) e in RF sia a piccolo segnale che a grande segnale. Successivamente, i diodi varactor sono stati modellati mediante equazioni analitiche contenenti coefficienti empirici. Queste espressioni sono state introdotte per la prima volta per descrivere la dipendenza dalla tensione della capacità equivalente (CEq) e della resistenza in serie (REq) e possono essere utilizzate come modello generale per rappresentare il comportamento non lineare dei varactor a base di GaN. Per il funzionamento a piccolo segnale, tutte le equazioni sviluppate che descrivono REq e CEq dipendono esclusivamente dalla tensione di polarizzazione e dalla geometria del dispositivo.