Forschende des Fraunhofer IAF haben eine monolithisch integrierte Mikrowellen-Schaltung (engl. monolithic microwave integrated circuit, MMIC) mit besonders niedrigem Eigenrauschen, großer Bandbreite und hoher Ausgangsleistung entwickelt.
Der verteilte Verstärker (Distributed Amplifier, DA) erreicht eine Verstärkung von 11 ± 2 dB im Frequenzbereich zwischen 4 und 420 GHz. Er basiert auf Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT), die im Materialsystem Indiumgalliumarsenid auf Silizium-Substraten (InGaAs-auf-Si) mit einer Gate-Länge von 20 nm realisiert wurden. Vorangegangene Generationen dieser Chips entstanden noch auf Galliumarsenid-(GaAs-)Substraten und mit einer Gate-Länge von 35 nm.
Bis zu einer Frequenz von 202 GHz erreicht der Verstärker Rauschzahlen zwischen 3,2 und 7,7 dB; in einer auf niedriges Rauschen optimierten Einstellung liegen diese zwischen 2,8 und 6,7 dB. Die gesättigte Ausgangsleistung bewegt sich zwischen 6 und 8 dBm.
Insbesondere für die neueste Generation von Rechenzentren, die optische Datenübertragung nutzen, sind derart breitbandige Verstärker relevant. Daneben ermöglichen breitbandige Chips mit niedrigem Rauschen und hoher Ausgangsleistung signifikant präzisere Messsysteme und höher auflösende Radarsensoren. Durch performantere Chips steigen die Auflösung, die Reichweite und die Empfindlichkeit der Systeme signifikant an. (jr)
