Transistor well done

Elektronik in Sendemasten für Mobiltelefonnetze heizt sich durch Witterungseinflüsse und Mikrowellenstrahlung mitunter massiv auf. Die Fujitsu Laboratories haben nun einen Transistor aus Galliumnitrid (GaN) vorgestellt, der bei einer Arbeitsspannung von 50 Volt und einer Umgebungstemperatur von 200 Grad Celsius theoretisch über 100 Jahre zuverlässig arbeiten soll. In der Spitze soll der "High Electron Mobility Transistor" (HEMT) sogar 300 Grad Celsius überstehen können. Bisherige Leistungstransistoren für den Außeneinsatz mit ähnlicher Temperaturfestigkeit kommen laut Fujitsu nur auf Schaltspannungen von 28 Volt.

HEMTs sind eine Spezialform der Feldeffekttransistoren (FET), ausgelegt auf hohe Frequenzen. Der Trick besteht in der Schichtung verschiedener Halbleiter mit unterschiedlichen Bandlücken. An der Grenzfläche bildet sich ein so genanntes zweidimensionales Elektronengas, das einen leitfähigen Kanal mit sehr hoher Elektronenbeweglichkeit bilden kann.

Bis zur Serienreife der neuen Transistoren dürfte noch etwas Zeit vergehen, aber dann will der Hersteller sie in den eigenen Mobilfunkanlagen aber auch bei WiMAX- und Satellitenbasisstationen einsetzen.

Am Oak Ridge National Laboratory forscht man ebenfalls an heißen Halbleitern. Der dort vorgestellte Silizium-Kohlenstoff-Transistor (SiC) soll sogar bei 500 Grad Celsius noch präzise schalten. Auch die NASA arbeitet an SiC-Transistoren für hohe Temperaturen. Neben der Temperatur- schätzt die NASA insbesondere die Strahlungsfestigkeit von SiC-Halbleitern. Herkömmliche Silizium-Halbleiter arbeiten oberhalb von 350 Grad Celsius nicht mehr. (bbe)