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5－1
定評価項目
定 本章 本研究 提案 X帯搭載用 遥 手法 搭載用 考慮 実装方法 関 放射線試験 熱真空試験 温度試験 振動 衝撃試験等 通 効性 評価 GaN
劣 環境 振 舞い 大気中 温度試験 関 Lee 動作温度 温
保 効率 向 見込 報告 い [5-3] Maier 500℃
温 動作 い 報告 い [5-4] 大気中 評価 あ
真空中 温度変化 大気中 真空中 動作温度条件変化 振 舞い 評価 従来 GaAs 電 動作 GaN い 真空移行中 放電 関 報告 い い 加え 放射線試験 関 NASA National Aeronautics and Space Administration：
航空宇 局 DC RF特性 関 放射線試験結果 報告 い [5-5] 報告
GaN DC 状態 放射線 照射 照射前 RF特性 評価
い 放射線照射環境 い 長 間RF連続動作 宇 用途 想 RF特性 関 放射線試験 未評価 あ う 評価 い 遥 方法や実装方法
結果 大 く異 本研究 目 考慮 提案手法 効性 示 いく
5－2
定 X帯搭載用 イス選 手法の評価
X 帯搭載用 遥 手法 中 宇 環境耐性 いう観点 特 要 点
底面 基板 影響 あ X帯搭載用 GaN on SiC HEMT S帯地
用 用い GaN on Si HEMT い 放射線試験 熱真空試験 通 特性 評
価 提案 遥 手法 効性 確
5－2－1定 定 放射線試験
定 放射線試験 関 GaN ワ ン ッ いう特性 従来 GaAs 比較
ン ン 強い耐性 持 60Co 用い 照射 20 krad/h 総照
射線 320 krad TID Total Ionizing Dose： 条件 え 照射中
GaN HEMT 飽和出力近辺 RF連続動作 い 照射 加速
ン 試験 100℃ 恒温槽 168 間 連続動作 実施 含 放射線
試験 評価 い [5-6] Fig. 5-1 試験 測 系 ッ
示 Fig. 5-2 Fig. 5-3 Fig. 5-4 放射線試験照射中 F344 (X-band, GaN on SiC HEMT) TGI7785-25L (X-band, GaN on SiC HEMT) NPT25015 (S-band, GaN on Si HEMT) 入出力特 性 間変化 示 Fig. 5-2 Fig. 5-3 Fig. 5-4 F344 TGI7785-25L NPT25015い
320 krad 放射線照射 通 出力電力 PAE 変化 見 終的 放射線照射終了
点 開始 F344 0.4 dB 2.5% TGI7785-25L 0.3 dB 1.5% NPT25015 1.4
dB 21.7% 各々減少 照射開始 照射終了 各測 値 比較 Table 5-1
X帯GaN on SiC HEMT あ F344 TGI7785-25L 関 Fig. 5-2 Fig.
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5-3 照射開始直 や照射開始11 間 近辺 PAE 変化 著 い領域 存
ン電流 間 ッ 見 F344 TGI7785-25L 各々 電流値 320 krad 照
射 計25 mA 22 mA 減少 照射開始 一 傾 示 い F344 TGI7785-25L
各回路 い 点 極端 変化 見 言い い Table 5-1
う F344 TGI7785-25L各回路 出力電力 PAE 入力電力 一要因
本試験 い F344 TGI7785-25L 共通 ン RF電力 供給
い や 両回路 利得 少 い 照射室内 設置 ン
劣化 影響 0.2 dB現 い 言え 各増幅回路 電流値 飽和出力動作
25mA 22mA 出力 変動 入出力特性 算出 F344 0.1 dB
1.49 A 41.4 dBm出力 1.47 A 41.3 dBm出力 TGI7785-25L 0.14 dB 2.12 A 42.8
dBm出力 2.09 A 42.66 dBm出力 示 ン 劣化0.2 dB
わ F344 出力 0.3 dB TGI7785-25L 0.34 dB
回 出力 一 放射線照射試験 変化 連続
間動作 ン 影響 ン 劣化 あ 放射線 劣化
回路 関 見 い 言え 一方 S帯GaN on Si HEMT あ NPT25015
関 照射開始1 間 劣化 特 顕著 あ 開始1 間 PAE 18.1%減少
い ン電流値 66 mA増加 利得 出力電力共 1.1 dB い
点 明 劣化 見
X帯GaN on SiC HEMT S帯GaN on Si HEMT 比較 述 放
射線試験前 特性 TID照射直 出力 PAE 変化 加え 加速 ン 試験
出力 PAE 変化 Table 5-2 Table 5-2 明 う 60Co 照射
SiC基板 Si基板 間 明確 特性 差 生 い SiC Si 間
ン ッ 差 依 考え TID照射 加速 ン 試験 い S
帯GaN on Si HEMT 大21.7%あ PAE 劣化 5.1% 減少 い
S帯GaN on Si HEMT X帯GaN on SiC HENT 方 優 特性
い
提案 X帯搭載用 GaN on SiC HEMT 宇 空間 長期間
ッ ン い RF 連続動作 能 あ 示
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Fig. 5-1 Block diagram of measurement system in radiation test. DUT means device undere tested, CPL means coupler, ISO means isolator and ATT means attenuator. The components in irradiation chamber except for DUT are protected by lead blocks.
Table 5-1 Comparison of power added efficiency (PAE), output power (Pout), input power (Pin) and Gain with respect to GaN HEMTs (F344, TGI7785-25L and NPT25015) between radition start time and radiation finish time.
Radiation start
0:00:00
Radiation finish 16:00:00
F344
PAE 37.8% 35.3%
Pout 40.4 dBm 40.0 dBm
Pin 30.7 dBm 30.5 dBm
Gain 9.7 dB 9.5 dB
TGI7785-25L
PAE 23.1% 21.6%
Pout 40.2 dBm 39.9 dBm
Pin 30.7 dBm 30.5 dBm
Gain 9.5 dB 9.4 dB
NPT25015
PAE 65.5% 43.8%
Pout 43.3 dBm 41.9 dBm
Pin 30.1 dBm 30.1 dBm
Gain 13.2 dBm 11.8 dBm