氮化鎵是一種無機物,化學式GaN,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙(direct bandgap)的半導體,自1990年起常用在發光二極管中。此化合物結構類似纖鋅礦,硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,為3.4電子伏特,可以用在高功率、高速的光電元件中,例如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光器(Diode-pumped solid-state laser)的條件下,產生紫光(405nm)激光。
“GaN”中文名“氮化鎵”,是一種新型半導體材料,它具有禁帶寬度大、熱導率高、耐高溫、抗輻射、耐酸堿、高強度和高硬度等特性,在早期廣泛運用于新能源汽車、軌道交通、智能電網、半導體照明、新一代移動通信等。
相對于第一代(硅基)半導體,第三代半導體禁帶寬度大,電導率高、熱導率高,其具有臨界擊穿電場高、電子遷移率高、頻率特性好等特點。
氮化鎵(GaN)是最具代表性的第三代半導體材料,成為高溫、高頻、大功率微波器件的首選材料之一,是迄今為止理論上電光、光電轉換效率最高的材料體系。
氮化鎵器件主要包括射頻器件和電力電子器件,射頻器件產品包括功率放大器和開關器等,主要面向基站衛星、軍用雷達等市場;電力電子器件產品包括場效應晶體管等產品,主要應用于無線充電、電源開關和逆變器等市場。
GaN功率器件包括SBD、常關型FET、級聯FET等產品,主要應用于無線充電件、電源開關、逆變器、交流器等領域。隨著技術水平的進步與成本控制,GaN材料將在中低功率取代硅基功率器件,在300V~600V電壓間發揮優勢作用。GaN器件的體積將顯著降低:由于導通電阻小、可在高溫環境下共奏以及效應速度快,器件體積將顯著降低。
得益于氮化鎵材料本身優異的性能,使得做出來的氮化鎵比傳統硅基IGBT/MOSFET 等芯片面積更小,同時由于更耐高壓,大電流,氮化鎵芯片功率密度更大,因此功率密度/面積遠超硅基,此外由于使用氮化鎵芯片后還減少了周邊的其他元件的使用,電容,電感,線圈等被動件比硅基方案少的多,進一步縮小的體積。
綜合樂晴智庫、舊夢如煙23和V順勢有為整合
審核編輯:郭婷
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