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Engineering News Thought Leadership GaN MMICパワーアンプ市場の展望とアプリケーション次に購入するスマートフォンには、無線通信用のGaN MMICパワーアンプが搭載される可能性が高いです。かつて学術界に限定されていたものが、現在では急速に商業化されています。これらの開発はスマートフォンに限られているわけではありませんが、成長しているRFコンポーネント市場の大きな部分を占めると予想されています。自動車、航空宇宙、さらにはロボティクスにおける高周波レーダーが、GaN MMICのさらなる採用を大きく推進すると期待されています。高熱伝導率と耐圧電圧を必要とする関連分野として、GaN-SiCおよび4H-SiCアンプは、再生可能エネルギー部門での豊富な使用が期待されています。市場データが証拠です。 Global mobile Suppliers Association (GSA)の最新の市場データによると、全ての5Gデバイスの67%以上がsub-6 GHzスペクトラムバンドをサポートしており、34%以上がmmWave無線通信をサポートしています。発表されたデバイスの27%以上がmmWaveとsub-6 GHz無線通信の両方をサポートしています。より多くのデバイスがmmWave範囲に進出し、これらの製品の冷却方法がより革新的になるにつれて、最近の推定では、2023年までに全世界のアンプ市場の価値が16億ドルから30億ドルになるとされています。GaNは、この総市場シェアの43%を占めると予測されています。これらのコンポーネントを取り巻く興奮が高まる中、RF、モバイル、レーダー、または電力変換の設計者であることは良い時期です。イノベーションを求めているなら、次に成長が見込まれる場所と、これらのアプリケーションにおいてGaN MMICがなぜ重要であるかを読み進めてください。 GaN MMICパワーアンプに対する興奮の理由は？ GaNは、GaAsやバルクシリコンと並んで、高電子移動度トランジスタ（HEMT）に理想的な半導体です。RFアプリケーション用のGaNとSiやGaAsとの重要な違いは、それらの材料特性を比較すると明らかになります。以下の表に簡単な比較を示します。特性 Si GaAs

EMCテストに合格するための最適なEMIフィルターの種類は何ですか？ EMCテストに合格する必要があり、新製品が謎のEMI源によって機能不全に陥っている場合、製品の完全な再設計を検討し始めるかもしれません。スタックアップ、レイアウト/ルーティング、およびコンポーネントの配置は、始めるのに良い場所ですが、特定のEMI源を抑制するためにできることがさらにあるかもしれません。設計に配置できるEMIフィルターには多くの異なるタイプがあり、適切なフィルターはさまざまな周波数範囲でEMIを抑制するのに役立ちます。これらの回路は受動型または能動型であり、異なる帯域で異なるレベルの抑制を提供します。設計に最適なEMIフィルターの選択は、基板上のスペースから必要な減衰まで、さまざまな要因に依存します。さらに、一部のフィルターは比較的広帯域です（例：オペアンプ）が、他の回路は狭い周波数範囲のみを対象とすることができます。 EMIフィルターのタイプ EMIフィルタは、受動型と能動型のフィルタに分類され、それぞれ受動部品または能動部品で構成されます。さらに詳しく言うと、これらの異なるタイプのフィルタは、共通モードノイズまたは差動モードノイズの特定のタイプを対象としています。明らかに、これらの回路は、両方のタイプのEMIをフィルタリングするためにカスケード接続することができます。EMIの問題を修正しようとしている場合、特にEMCテストに失敗した後は、フィルタリングを超えた複数の解決策を実装する必要があるかもしれません。それぞれのカテゴリに分類される一般的なEMIフィルタのタイプを見てみましょう：受動EMIフィルタ差動モード受動EMIフィルタおそらく最も一般的な受動EMIフィルタは、フェライトチョークです。これは基本的にいくつかの寄生容量を持つインダクタで、数十MHzまでの低通フィルタリングを提供します。これらのコンポーネントは、共通モードまたは差動モードの導電EMIのフィルタリングを提供することができます。これをラップトップで読んでいる場合、電源コードが入力電力線上の高周波ノイズを除去するためにこれらのチョークの一つを使用している可能性があります。PCBを見ると、フィルタリングを提供するために使用できる他の回路がいくつかあります。下の画像は、差動モードの受動EMIフィルタとして使用されるLC回路のコレクションを示しています。これらのフィルタ回路は、物理的には復帰経路のための単一の参照しか持たないため、差動モード回路です。ここでの例は、ベンチPSUやバッテリーのように2線式DC電圧で駆動されるデバイスです。ただし、近くに浮遊または接地されたシャーシが存在するかもしれませんが、下の回路では、直接電流を導くことはなく、システムの残りの部分から完全に隔離されています。これらのフィルタの中で最も単純なものは、Cフィルタ（シャントコンデンサとして接続される）とLフィルタ（直列インダクタとして接続される）です。これらは、広い周波数範囲でノイズを除去するために、重要な回路や重要なコンポーネントの入力に配置することができます。より複雑な構成は下の画像に示されています。PiフィルタとTフィルタに関しては、それぞれ低および高のソース/負荷インピーダンスで最も効果的です。希望の信号を特定のコンポーネントに通過させつつ、他の全ての周波数を抑制したい場合は、バンドパスフィルタを構築する必要があります。同様に、アンテナからの漂遊放射のような、単一周波数での強い信号を抑制したい場合は、バンドストップフィルタが必要になります。回路内のL/C要素の数がフィルタの数を決定することに注意してください。より高次（つまり、カスケード）のフィルタを構築すると、通過帯域の外側でより急なロールオフが得られます。共通モード受動EMIフィルタ上記のEMIフィルタは、追加の参照導体を導入することで共通モードフィルタとして構築できます。よく知られているように、共通モード電流は、シャーシ内の金属や何らかの外部導体（つまり、グラウンドループを介して）への寄生容量によって誘導されます。共通モード電流は、その電源線を介してシステムに入ることもあります。例えば、スイッチングDC電源の出力やACメインからです。共通モードノイズに対処するために、差動線上で使用できる3つの潜在的なオプションがあります：直列に高インピーダンス要素を使用すること、すなわちコモンモードチョークを使用するシステムの基準（通常はシャーシまたは地球に戻る）に対して低インピーダンスのシャント要素を使用する容量性結合を排除するためにレイアウトを変更する下の画像は、ポイント1と2を満たした配置を示しています。下のEMIフィルタ回路は、ACメイン入力または2線式DC入力（+VおよびDCコモン）に適用され、シャーシに接続する接地線が含まれています。この回路には、コモンモードチョークと、コンデンサのペアを介したローパスフィルタの2つの別々の要素が含まれています。アクティブEMIフィルタ

Man rubbing chin with question marks around him.

Newsletters コロナウイルスは、設計にどのような影響を与える可能性がありますか? Judy Warner: 私たちは、コロナウイルスによる世界規模の厳しい影響を見聞きしています。世界的に注目される編集者としての観点から、このウイルスがエレクトロニクス業界にただちに影響を与えている状況を何かご存知でしょうか? Mike Buetow: サプライチェーンに、いくつかのレベルで明らかに混乱が見られます。台湾人が所有する工場は、約34%の、ベア基板の世界トップシェアを占めています。台湾のPCB工場の生産高の約63%が中国本土、35%が台湾となっています。私の親友である中原捷雄博士によると、中国は世界のPCBの約54%を生産しており、台湾はそれとは別に10%を生産しています。これ以上2国との絶縁状態が続いたら、これら2つの国を補う十分な生産能力を持つ工場はどこにもありません。積層板、コンポーネント、パッケージングについても同様です。あらゆる地域で生産されているものの、中国と台湾が鍵を握っています。割り当てはすでに始まっています。幸いなことに、台湾プリント回路協会（TPCA）は、湖北省以外のPCB工場の再稼働率は約50～80%であると見積もっていますが、それをはるかに下回っているかもしれません。それでも、製品がただちに出荷されないと、より弱い企業が倒産する可能性があります。 Warner: このような市場の状況は、世界中の設計技術者にどのような影響を与えると思いますか? Buetow: トレーニングプログラムの着手にも終了にも遅れが出る可能性があります。また、多くは現在オンラインで行われていますが、CADツールのトレーニングが中断するかもしれないという単独の問題も予想されます。しばらくの間、一部のサービス機関、および契約労働者は確実に財政的に厳しくなるでしょう。 Warner: 報道機関が作成した見出しによって、人々が混乱し、ときにはパニックに陥る傾向があることは、誰でも知っています。世界経済、特にエレクトロニクスのエコシステムへの影響に関して、この流行の過度にセンセーショナルな（または、過小報告されている）側面は何だと思いますか? Buetow: メディアができごとを誇大宣伝することは決してないですし、間違うこともありません。そのような冗談はさておき、経済的影響は非常に重大です。当然、SARS、H1N1、MERSなどの他の上気道疾患の大流行と比較されています。私は医師ではありませんので、COVID-19の疫学的コメントはできませんが、世界経済が揺らいでいることに疑問の余地はありません。中国の工場は数週間稼動が停止されましたが、現在はほぼフル稼働状態に戻っています。コンセンサスによる経済予測では、中国の産業部門の1月から2月にかけての生産量は前年比で6%減少するとのことです。3月は、生産量が4.7%増加するとされ、よさそうに見えますが、1年前と比較して生産量が8.5%増にならない限り、それほどよいわけではありません。その文脈では、経済的傾向が連続的にプラスに戻ったとしても、依然として経済は減速しています。これが、世界の他の地域にとって意味することは、原材料と完成品の入手が遅れるか中断され、在庫が枯渇することです。昨年は、多くの電子部品の在庫が安定していました。COVID-19の生存期間が長い場合、その状況はかなり急速に変動し、安定するまで数四半期またはそれ以上かかると予想しています。個人消費は世界経済を牽引します。アメリカ合衆国経済分析局（Bureau of Economic Analysis）によれば、第4四半期だけで14.8兆ドルにも及びました。消費者支出の対GDP比率は69%近くになります。大規模な検疫が原因で消費者が商品やサービスの購入を恐れたり、購入できなかったりした場合、世界経済への打撃は甚大なものになります。イタリアの経済規模は世界第8位です。私がこれを書いているとき、イタリアは完全に経済活動を停止しました。報告されているように、その状況が4月3日まで続いた場合、この国が不況に陥ることは疑いありません。世界の株式市場は深刻な打撃を受けており、民間航空宇宙産業や石油/ガス産業など、さまざまな産業で近々自宅待機や一時解雇が実施される可能性があります。それは実質的な富の消滅であり、回復には何年もかかるかもしれません。