半導體材料（semiconductor material）是一類具有半導體性能（導電能力介于導體與絕緣體之間，電阻率約在1mΩ？cm～1GΩ？cm范圍內）、可用來制作半導體器件和集成電路的電子材料。

第三代半導體材料是指Ⅲ族氮化物（如氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）等）、碳化硅、氧化物半導體（如氧化鋅（ZnO）、氧化鎵（Ga2O3）、鈣鈦礦（CaTiO3）等）和金剛石等寬禁帶半導體材料。與前兩代半導體材料相比，第三代半導體材料禁帶寬度大，具有擊穿電場高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優越性質，因此采用第三代半導體材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩定運行，而且在高電壓、高頻率狀態下更為可靠，此外還能以較少的電能消耗，獲得更高的運行能力。

氮化鎵是什么

氮化鎵（GaN：Gallium Nitride）是氮和鎵化合物，具體半導體特性，早期應用于發光二極管中，它與常用的硅屬于同一元素周期族，硬度高熔點高穩定性強。氮化鎵材料是研制微電子器件的重要半導體材料，具有寬帶隙、高熱導率等特點，應用在充電器可適配小型變壓器和高功率器件，充電效率高。

什么是氮化鎵技術原理？

氮化鎵器件憑借著獨特的器件特性，已經在快充領域發揮著越來越重的作用。但是傳統的氮化鎵器件的門極電壓非常特殊，門極門檻電壓極低，1V左右的門極電壓就可以部分導通;門極耐壓也只有6V左右。

上圖為傳統氮化鎵器件應用電路圖，為了配合傳統的電源控制器，工程師需要在門極配置復雜的電平轉換電路，使用起來非常不方便。

上圖為芯導PDG7115氮化鎵功率IC的應用電路圖，相比傳統氮化鎵器件，PGD7115直驅型GaN功率IC無需配置復雜的電平轉換電路，外圍電路更為簡潔，有效降低 BOM 成本，加速產品上市周期。

GaN性能特點：

1、高性能，主要包括高輸出功率、高功率密度、高工作帶寬、高效率、體積小、重量輕等。目前第一代和第二代半導體材料在輸出功率方面已經達到了極限，而GaN半導體由于在熱穩定性能方面的優勢，很容易就實現高工作脈寬和高工作比，將天線單元級的發射功率提高10倍;

2、高可靠性，功率器件的壽命與其溫度密切相關，溫結越高，壽命越低。GaN材料具有高溫結和高熱傳導率等特性，極大地提高了器件在不同溫度下的適應性和可靠性。GaN器件可以用在650°C以上的軍用裝備中;

3、低成本，GaN半導體的應用，能夠有效改善發射天線的設計，減少發射組件的數目和放大器的級數等，有效降低成本。目前GaN已經開始取代GaAs作為新型雷達和干擾機的T/R（收/發）模塊電子器件材料。美軍下一代的AMDR（固態有源相控陣雷達）便采用了GaN半導體。氮化鎵禁帶寬度大、擊穿電壓高、熱導率大、電子飽和漂移速度高、抗輻射能力強和良好的化學穩定性等優越性質，使得它成為迄今理論上電光、光電轉換效率最高的材料體系，并可以成為制備寬波譜、高功率、高效率的微電子、電力電子、光電子等器件的關鍵基礎材料。

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