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窒化ガリウム/シリコンハイブリッド整流回路の動作を実証産業技術総合研究所,宇宙航空研究開発機構 研究グループ

 産業技術総合研究所と宇宙航空研究開発機構の研究グループは,窒化ガリウム(GaN)ダイオードとシリコン(Si)整合回路を混成したHySIC(Hybrid Semiconductor Integrated Circuit)構造の整流回路により,マイクロ波から直流への電力変換動作を実証したと発表した。
 宇宙機では,安全で確実なミッション遂行のため,各所に取り付けたセンサーにより機体や装置の状態を常時監視する技術が必須である。センサーへの駆動電力供給法としては,軽量化や耐久性向上の観点から無線給電技術が有望であるが,空間を伝播するマイクロ波を直流電力に変換する整流回路が必要である。整流回路にはダイオードが用いられるが,宇宙空間においては地上の約100倍~1000倍の頻度で宇宙線が到来するため,一般に採用されているSiなどのダイオードでは,高い頻度での誤動作や破損が予測される。
 今回,宇宙線に対する耐性を向上させるため,ダイオードの部分にはバンドギャップの広いGaNを採用した。
一方,マイクロ波を効率よくGaNダイオードへ入力するための整合回路の部分はほとんど配線であるため,宇宙線による誤動作の影響は小さいことから,量産が容易なSi回路を用いて,小型軽量化と低コスト化が可能なHySIC整流回路を開発した。今後,開発したHySIC整流回路を高性能化し,宇宙機内の無線給電を実用化することで,将来の宇宙開発へ貢献することが期待される。

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