デジタル家電の開発・設計を担当している現役エンジニアが語る電気の世界。携帯電話、デジカメ、薄型テレビなど、デジタル家電の基本から最先端技術まで、何でもありのデジタルワールドへようこそ。メルマ！ガ オブ・ザ・イヤー 2008受賞。【相互紹介歓迎】

5分でわかるデジタル家電のABC Vol.145
【高周波用のGaNデバイスの特徴とは・・・GaNの謎3】
発行：2012.05.13 23:00
配信数：まぐまぐ:1248部　melma!:500部
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【目次】
１．ひんやりした風
２．高周波用のGaN
３．カンボジア
４．GaNの特徴
５．まとめ
６．次回予告
７．編集後記
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【このメールマガジンの登場人物】

X君：
大学生。法律の勉強をしているらしい。
2週間に1回ぐらいの割合で、【私】の家に遊びに来る。
忙しい時は、遊びに来なくなるので注意。

私：
電機メーカで、デジタル家電の研究開発に従事している。
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【１．ひんやりした風】

バンコクにいるというのに ひんやりした風が、かすかに流れている。
着飾った人たちが、歩いていた。

一瞬、ここは日本なのではないかと錯覚するが、
看板の文字を見ると、やはりタイにいるのだなと確認できる。

X君
「それにしても寒いですね。東南アジアだというのに」

私
「暑い国では、
こういう商業施設は、冷房をかなり効かせることがよくあるね。
台湾や香港やシンガポールも寒かった」

X君
「ところで、GaNデバイスの話の続きでしたよね」

私
「そうだった。GaNというのは、ガン、窒化ガリウム、
ガリウムナイトライド、などと呼ばれる半導体だったよね。
いわゆる【化合物半導体】というものだ」

X君
「青色発光ダイオードに使われているんでしたよね」

私
「そう。それから、通信用のパワーアンプなどにも使われている」

X君
「消費電力が少ないという特徴があるのでしたよね」

私
「それから、高周波用途に優れた特性も併せ持っていると
いう話をしたね」

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【２．高周波用のGaN】

X君
「優れた特性というのは具体的にどういうものなのでしょうか？」

私
「電圧が高くても壊れにくいというのがある。
シリコンは、高電圧に弱い。高い電圧をかけると壊れやすいのだ。
電圧が高いと、パワーも出やすいが、
GaNは高出力用のデバイスに比較的適している」

X君
「へえ、そういうものなのですか」

私
「それから、熱伝導特性が優れている。

一般的に、高出力用のデバイスは、熱が溜まりやすい。
熱伝導特性が悪いと、最悪の場合熱でデバイスが破壊される。
GaNは、熱伝導特性が優れているというのも、
高出力用のデバイスに適しているという理由の一つだね」

X君
「いろいろとあるものですね」

私
「それから、さっき言った通り、効率がよいというのも、
特性の一つだよね。

余談だが、【HEMT構造】というものがある。
これは、富士通研究所だったかの人が発明したもので、
GaNの層を意図的に作ることで、電子の漏れを防ぐものだ。
GaNでバリアを作るような感じかな」

HEMTは「ヘムト」と発音します

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【３．カンボジア】

X君
「それにしても、バンコクは初めて来ましたが、
予想以上に都会的で驚きました」

私
「話に聞いているのと、来てみるのとは全然違うということだね」

X君
「確かにそうですね」

私
「じゃあ、唐突だけれどカンボジアに行かないか？」

X君
「か、カンボジアですか？」

私
「バンコクからバスで、カンボジアとの国境の街に行くのさ。
アランヤプラテートっていうんだ。
そこから国境を越えてカンボジアに入国する」

X君
「で、その後、どうするんです？」

私
「アンコールワットを見てから日本に帰ろう」

X君
「アンコールワットですか・・・行ってみたいですけどね。
でも、安全なんでしょうか？」

私
「行ってみれば分かるよ」

X君
「何だか、突然ですが、次は、カンボジア編になりそうですね」

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【４．GaNの特徴】

今まで、GaNを中心に化合物半導体について話をしてきました。

GaNは、【青色発光ダイオード】に良く使われる半導体
ということでしたよね。

そして、GaNは、高周波用のデバイスにも使われることがあります。
消費電力が低くて、高周波の電気特性も良いので、
携帯電話基地局などに使われています。

しかし、価格が高いのが欠点でした。

余談ですが、GaNの【HEMT構造】というのがあって、
それは【高電子移動度トランジスタ】のことをいいます。
High Electron Mobility Transistorの略です。

GaNデバイス中で、【窒化アルミニウムガリウム】と
【ゲートの電極】間に【窒化ガリウム】を挟みます。

そうすると、電子が漏れるのを防止するバリアのような働きをします。

それが、HEMT構造です。

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【５．まとめ】

1)GaNデバイスは、
青色発光ダイオードや、
高周波用のデバイスとして使われている。

2)GaNの特徴は、次のようなものがある。
効率が良い、高電圧で壊れにくい、熱伝道特性が良い

3)高周波用途のGaNはHEMT構造というものがあり、
電子の漏れを防止するバリアのように、GaNを挟む構造である。

4)HEMT構造によって、高性能のデバイスが作られるようになった。

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【６．次回予告】
その後は、こんな感じでいきたいと思います。
（予定は未定です）

光通信
太陽電池
WiMAX　　
無線LAN
携帯電話端末端末(赤外線通信)
国際通話サービス
ビデオ、CD、DVD・・・
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【７．編集後記】

【お知らせ】
次回から、午前10時の発行に変えさせて頂きます。

そして、次回からは、カンボジア編になります。

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