Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF
Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF

Elektronische Schaltungen

Am Fraunhofer IAF wird sowohl an Innovationen der Hochfrequenzelektronik als auch der Leistungselektronik geforscht

Die Hochfrequenzelektronik behandelt einen Bereich bis 850 GHz. Besonders nützlich sind diese hohen Frequenzen und Bandbreiten beispielsweise, um präzise Sensoren auszustatten, denn die genutzten Millimeterwellen durchdringen Staub, Nebel, Regen, Schnee und Kleidung.

Im Bereich der Leistungselektronik beschäftigen sich Forscher des IAF mit der Entwicklung starker Leistungstransistoren und -Schaltungen auf Basis von Galliumnitrid (GaN). Insbesondere bei der Datenübertragung von Handy zu Handy können damit Raten bis 10 Gbit/s erzielt und gleichzeitig Energie eingespart werden. Für zukünftige mobile Kommunikationssysteme von 5G und 6G sind diese Leistungen essentiell.

Weiterhin arbeiten wir an der Erforschung und Entwicklung neuer Materialien, zum Beispiel AlScN-Schichten für piezoelektrische Filter.

Unser Angebot

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Verstärkermodul: Die rauscharmen, hochempfindlichen Mikrowellen-Verstärker des Fraunhofer IAF können bereits Signale von wenigen Nanowatt wahrnehmen. Sie basieren auf dem Halbleitermaterial Indium-Gallium-Arsenid.
© Fraunhofer IAF
Verstärkermodul: Die rauscharmen, hochempfindlichen Mikrowellen-Verstärker des Fraunhofer IAF können bereits Signale von wenigen Nanowatt wahrnehmen. Sie basieren auf dem Halbleitermaterial Indium-Gallium-Arsenid.
  • Hochfrequenz-Schaltungen und -Module
  • Hochfrequenzfilter
  • MMIC-Entwurf
  • Bauelemente-Modellierung
  • Prototypen und Kleinserienfertigung von MMICs
  • Aufbau von Schaltungen in Modulen

Wissenschaftler am IAF entwickeln gemeinsam mit Partnern Hochspannungstransistoren auf Basis des leistungsfähigen Halbleiters Galliumnitrid für den Einsatz in Spannungswandlern.
Wissenschaftler am IAF entwickeln gemeinsam mit Partnern Hochspannungstransistoren auf Basis des leistungsfähigen Halbleiters Galliumnitrid für den Einsatz in Spannungswandlern.
  • Realisierung von HF-Breitbandverstärker-MMICs und -Modulen von 0 bis 40 GHz
  • Hochleistungsverstärker bis 1 kW im Gehäuse und als Modul
  • Heterointegrierte »GaN-on-SiC«- und »GaN-on-Si«-MMICs
  • MMICs und Module für Richtfunk bei 28 GHz, 39 GHz, 71 – 84 GHz und 94 GHz
  • Prototypen und Kleinserienfertigung von GaN-MMICs mit Gatelängen von 0,5 µm, 0,25 µm und 100 nm
  • Leistungserzeugung bis 200 GHz
  • Bewertung von Aufbautechnik und Zuverlässigkeit von GaN-Schaltern
  • 8-Zoll »GaN-auf-Si«-Epitaxie

Hochfrequenz Messsystem des Fraunhofer IAF
© Fraunhofer IAF
Das Fraunhofer IAF verfügt über eine Vielzahl an Messsystemen zur Charakterisierung von integrierten Schaltungen und Hochfrequenz-Modulen nach Ihren Spezifikationen.
  • S-Parameter bis 1,1 THz
  • Rauschparameter bis 50 GHz
  • Rauschzahl bis 750 GHz
  • Leistung bis 300 GHz
  • Intermodulation bis 50 GHz
  • DC- und HF-Messungen bei kryogenen Temperaturen
  • Lebensdauertests bei DC und HF

Stimmen aus dem Netzwerk

»Seit vielen Jahren arbeitet der Technologiekonzern Rohde & Schwarz eng mit dem Fraunhofer IAF zusammen. Gemeinsam gelingt es uns, neueste Forschungsergebnisse auf kürzestem Weg in innovative industrielle Anwendungen zu überführen.«

Robert Ziegler, Director MMIC Development Corporate R&D, Rohde & Schwarz

»Die vom Fraunhofer IAF entwickelten Leistungsverstärker mit ihrem erstklassigen 0,1 μm GaN-Prozess ermöglichen die Entwicklung einer neuen Generation von hochintegrierten und leistungsstarken Lösungen.«

Dr. Alessandro Fonte, Senior Engineer, Member of Technical Staff R&D Laboratory, SIAE Microelettronica

»Energieeffizienz und Nachhaltigkeit spielen auch in der Leistungselektronik eine immer größere Rolle. Mit der Entwicklung von kompakten Invertermodulen auf GaN-Basis kann das Fraunhofer IAF die E-Mobilität einen entscheidenden Schritt voranbringen.«

Dr. Kristine Bentz, Leiterin Forschungsförderung, Vector Stiftung

Datenblätter zum Thema »Elektronik«

Energieeffiziente Elektronik

Hochfrequenzelektronik am Fraunhofer IAF

 

Erfahren Sie mehr über unsere Hochfrequenzmodule, die wir für die Bereiche Kommunikation und Radar entwickeln, sowie über unsere  integrierte Schaltungen und Module von 1 – 600 GHz mit weltweiten Spitzenwerten, was Rauschzahl, Gain und Energieverbrauch angeht. Unsere Kernkompetenzen reichen von der Materialforschung über Entwurf, Technologie und Schaltungen bis hin zu Modulen und Systemen. 

Leistungselektronik am Fraunhofer IAF

 

Einen Überblick über unser Angebot im Bereich der Leistungselektronik erhalten Sie in diesem Video. Forscher des Fraunhofer IAF beschäftigen sich u.a. mit der Entwicklung starker Leistungstransistoren und -Schaltungen auf Basis von Galliumnitrid (GaN) sowie neuer Materialien, zum Beispiel hochwertige Graphen-Schichten und -Flocken sowie AlScN-Schichten für piezoelektrische Filter.

THz Technologien für drahtlose Netze nach 5G

 

Für die Mobilfunkgeneration nach 5G forschen unsere Wissenschaftler an drahtlosen Funkverbindungen, die durch eine Verschmelzung mit der Glasfaserinfrastruktur 100x höhere Datenraten erreichen können als 5G. Mehr Informationen zu diesem Forschungsprojekt finden Sie hier.