雷達，即Radar（radio detection and ranging），是利用電磁波探測目標的電子設備，是“三軍之眼，國之重器”！我們眼睛能看到周圍事物，是因為太陽光或者燈光照射到物體上反射回來的光入射進入眼睛，抑或物體直接發光（如螢火蟲等）進入眼睛。

雷達的原理也是這樣，通過雷達發射組（Transmitter）發射電磁波，被目標物反射回來的回波被雷達接收組（Receiver）接收，經過一系列的濾波，放大等復雜信號處理和分析，根據回波信號的時延、多普勒頻移、到達角和幅度，判斷目標物的姿態、距離、速度和方位角等信息，從而用于搭載設施偵察、制導、火控等功能。

當然雷達同眼睛不一樣的地方在于，雷達是主動發射電磁波并探測回波，而人眼只能被動接收光。

雷達為了看得更遠，更清楚，需要發射組的功率更高（能傳輸到更遠距離）、頻率更高（更密集和快速獲取反射波信息）。

同時為了適應各種不同環境作戰，雷達希望能盡可能重量輕、體積小，以實現機載、艦載。T/R 組件是相控陣雷達的工作核心，含有大量射頻芯片，例如功率放大器、低噪聲放大器、環行器、移相器等，組成 T/R 組件的發射通道和接受通道，負責處理高頻的電磁波信號。

雷達系統對射頻芯片的性能要求極高。 發射通道負責對激勵信號進行放大，使激勵信號的功率大大增強，信號功率越大，電磁波在空間中傳播的距離越遠，雷達的探測距離和探測精度都會越高。

GaAs半導體器件以其優良的頻率和功率特性在上述雷達T/R 組件的固態微波射頻功率器件中占據主導地位，但是GaN相比GaAs具有一些優勢， GaN和GaAs的Johnson因子（綜合評價半導體材料在功率和頻率方面應用）分別為27.5和2.7 ：

1）相比GaAs（禁帶寬度 1.43eV），GaN材料的禁帶寬度3.4eV，約為GaAs的2.4倍，GaN器件具有指數倍更高的擊穿場強，可以在更高電壓下工作。 另外，更寬的禁帶寬度使GaN材料具有指數倍數更低的本征載流子濃度（更高的溫度才能使GaN材料的本征載流子濃度和摻雜載流子濃度相當），因此GaN器件在高溫條件下工作可靠性較GaAs更好。

2）GaN材料大電場下有更高的載流子漂移速度，從而工作電流更大。 GaAs材料在低電場室溫下的電子遷移率很高，達到8800cm ^2^ /V.s, 但是在稍大電場下其遷移率急劇下降，變為負數，表現為載流子漂移速度急劇下降。

這是由GaAs的能帶結構決定，除了在k=0的導帶極小值，在<100>方向還存在0.36eV的能谷，增大電場，電子獲取能量便會轉移到此能谷中，即電子轉移效應。

GaN材料雖然常溫低電場下的載流子遷移率不如GaAs，但是在150kV/cm的高場強下，遷移率隨電場雖有減小，但一直為正，表現為漂移速度一直增加。

在高場強條件下，GaN的飽和電子漂移速度（2.46×10^7^cm/s）是GaAs的數倍之大（1×10^7^cm/s），甚至遠高于GaAs在低電場下的飽和漂移速度（1.8×10^7^cm/s）。

GaN器件同時可以工作在更高電壓和電流（電子漂移速度與電流密度相關）下， 因此在高功率應用中遠勝GaAs，但GaAs 將繼續在中低電壓和中低功率應用領域發揮作用。

3）從熱性能方面來說， SiC是GaN射頻功率器件最好的襯底材料，SiC的導熱性優于硅和藍寶石，有助于實現GaN的高功率特性，且SiC的導熱性比GaAs高10倍。 雖然SiC襯底目前價格較貴，但對價格敏感度不高的軍工產品來說不是問題，且SiC價格肯定會隨著其材料技術的發展而降低。

前述GaN材料本身的寬禁帶優勢，加上更優良的熱性能，使其相對GaAs器件優勢更明顯：GaN器件的溝道溫度在同等可靠性條件下比GaAs高，而相同的溝道溫度下，GaN的可靠性比GaAs高得多。

Qorvo GaN HEMT和GaAs贗調制摻雜異質結場效應晶體管（pHEMT），溝道溫度為150℃時，GaN，GaAs的平均壽命分別為1×10^9^小時，1×10^6^小時。在1×10^6^小時的平均壽命下，GaN（225℃）可工作在比GaAs（150℃）高75℃的環境中。

4）以上功率和散熱可靠性方面優勢，使GaN基射頻器件在同樣甚至更高的輸出功率下，具有更小的體積 ，因此更有利于雷達系統體質微輕化，從而更適合機載、艦載等場合。

單極型GaN HEMT是主要的GaN射頻器件結構，相比MESFETs, MISFETs等結構具有更高的載流子遷移率，而GaN p型摻雜的困難限制了雙極型的GaN HBTs 結構性能。

GaN相比SiC（Johnson因子為20）在射頻器件方面的優勢在于，能與其他氮化物合金形成異質結，且AlGaN/GaN HEMT溝道載流子，相比SiC MESFETs具有快的遷移率和更高的濃度。但對更關注耐壓和導通電流的功率半導體，SiC目前更具有優勢。