DARPA希望通过新的器件级电子散热技术晶体管放大器计划

DARPA希望通过新的器件级电子散热技术晶体管放大器计划，提升雷达射频功率输出。雷达的军用和民用范围广泛，无论是用于导航、控制空中交通、跟踪天气模式、执行搜索和救援任务、绘制地形图还是其他功能，雷达技术都在不断进步。

作为射频（RF）系统，雷达的能力取决于在保持信号强度的同时进行远距离感知和通信的能力。强大的射频信号能力扩展了任务导向的通信和态势感知能力，但增强射频输出的微电子技术，特别是高功率密度晶体管，必须克服热限制，才能以更高的输出功率可靠运行。器件级电子散热技术（Technologies for Heat Removal in Electronics at the Device Scale (THREADS)）旨在克服一般内部电路操作固有的热限制，特别是关键功率放大功能。

如今，射频系统的工作远远低于电子容量的极限，这仅仅是因为作为射频放大器基本组成部分的晶体管变得过热。THREADS采用新的材料和方法来扩散降低性能和任务寿命的热量，以晶体管级别的热管理挑战为目标。这项工作的核心将是在不降低性能或增加晶体管占地面积的情况下降低散热所涉及的热阻，这是提高雷达能力的关键。为此，THREADS在克服热极限方面的工作可以帮助实现在基本电子极限附近工作的高功率密度晶体管，从而在放大RF输出功率方面达到新的水平。

宽带隙晶体管，如氮化镓（GaN），是专门为提高功率放大器的输出密度而开发的，与上一代晶体管技术相比，GaN确实提供了5倍以上的改进。GaN的功率输出有可能进一步提高一个数量级，但由于废热过多，目前无法在持续运行中实现。如果能缓解热量问题，就提升放大器性能，增加雷达的作用距离。如果该计划成功，DARPA能够将现有的雷达的作用距离提高2倍到3倍。

审核编辑 ：李倩