솔리드 스테이트 이용해 스마트 제어, 낮은 유지 보수 및 사용 편의성 확보
GaN-on-SiC를 통해 효율성 저하없이 솔리드 스테이트의 모든 이점 실현
 
NXP반도체는 최초로 갈륨나이트라이드온실리콘(Gallium Nitride on Silicon-Carbide , 이하 GaN-on-SiC)을 사용한 RF 에너지용 RF 파워 트랜지스터를 발표했다. MRF24G300HS는 갈륨(GaN)의 높은 효율을 활용해 2.45GHz에서 대부분의 마그네트론의 효율을 능가한다. 실리콘(SiC)의 높은 열전도는 연속파(CW) 작동을 보장해 준다.

2.45 GHz 마그네트론은 전자레인지에서 고출력 용접 기계에 이르기까지 소비자 및 산업 분야에서 50년 넘게 널리 사용되어 왔다. 솔리드 스테이트 솔루션(Solid-state solutions)은 몇 년 전 시장에 등장하며 고급 제어, 신뢰성 및 사용 편의성을 제공했다.

전력, 주파수 및 위상을 탄력적으로 조정하는 기능은 가열되는 물질이나 식품에 전달되는 에너지를 최적화한다. 최대 정격 성능 트랜지스터의 수명이 길면 교체 필요성이 감소한다. 그러나 RF 에너지용 GaN-on-SiC이 등장하기 전까지, 솔리드 스테이트 기기는 기존 마그네트론 성능 표준을 충족하기에는 효율성이 부족했다.

MRF24G300HS는 330W 연속파, 50V GaN-on-SiC 트랜지스터로, 2.45GHz에서 최신 LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) 기술보다 5포인트 높은 73%의 배수 효율을 보였다. GaN의 높은 전력 밀도를 통해 장치는 작은 설치 공간에서 높은 출력 전력에 도달할 수 있다.

GaN 기술은 본질적으로 고출력 임피던스를 가지고 있어 LDMOS에 비해 광대역 매칭이 가능하다. 따라서 설계 시간이 단축되고 제조 라인의 일관성이 보장되므로 수동 튜닝의 필요성이 사라진다. MRF24G300HS RF 트랜지스터의 단순화된 게이트 바이어스는 GaN 장치에서 일반적으로 보이는 복잡한 파워업 시퀀스의 또 다른 단계를 제거한다.

폴 하트(Paul Hart), NXP 무선 파워 솔루션(Radio Power Solutions)의 수석 부사장 및 총괄은 "스마트 컨트롤과 낮은 유지 보수, 반도체 활용을 통한 사용 편의성 확보는 향후 스마트 쿠킹이나 4차 산업혁명에 걸맞는 가열 기기 개발 등 신세계를 열어줄 것"이라며, "진공관이 지닌 효율성의 한계를 없앰으로써 NXP의 고객들이 성능 저하 없이 혁신을 실현할 수 있도록 하겠다"고 말했다.