氮化鎵（GaN）：電力電子的下一個大趨勢？

氮化鎵（GaN）晶體管在電力電子行業的發展非常迅速，并且因其高電子遷移率等特性而成為硅基FET的流行替代品。此外，氮化鎵晶體管用于更多的應用，如電源充電器、汽車和音頻放大器。

一、什么是氮化鎵？

大多數人都知道硅是什么，或者至少聽說過它。簡而言之，適用于大多數基于半導體的應用的“傳統”半導體。它很便宜，我們有很多使用它的經驗，它非常安全，而且這是我們現有的大多數半導體技術最適合的。然而，隨著設備變得更強大，它很快就會達到它的“極限”。

很長一段時間以來，研究人員一直在努力尋找純硅的繼任者，這就是碳化硅（SiC）（一種更快、更堅固、更有效的純硅替代品）和GaN等產品的用武之地。GaN是一種直接帶隙半導體，自1990年代以來一直用于藍光發光二極管（LED）。該帶隙比硅的帶隙高得多，使其成為用于構建晶體管的硅的更好替代品，因為它們的電阻較小。

二、氮化鎵晶體管

GaN晶體管具有獨特的優勢，可以取代硅基FET。英銳恩單片機工程師解釋，由于GaN的擊穿電壓非常高、電子遷移率高，并且能夠在更高的溫度和更高的電壓下工作，因此它們非常適合用于功率放大器等應用。此外，高功率密度和高電壓擊穿限制使GaN成為5G蜂窩基站應用的有希望的候選者。

GaN晶體管的驅動方式與傳統MOSFET相同。這意味著它們很容易集成到現有的設計架構中，部分原因是2020年GaN得到更廣泛的接受，更多的應用程序（如數據中心、電源和汽車系統）實施它們。

三、基于氮化鎵的電源

英銳恩單片機開發工程師介紹，事實上，正是電源類產品，更具體地說，是基于GaN的充電器——在2020年開始興起。它們在1月份的CES上占有重要地位，到6月，它們的數量和使用水平的激增開始施加壓力市場上的電力行業更有效和實用的設計解決方案。

這是因為隨著智能手機和筆記本電腦等設備功能的增加，它們的電源需求也隨之增加——它們需要做更多的事情。而這些設備的便攜性給制造商帶來了額外的壓力，要求他們減小充電器的尺寸和重量。消費者根本不想拖著笨重的充電器；他們想要與他們使用的設備一樣時尚的東西。

由于GaN技術在轉換功率方面效率更高，因此它作為熱量損失的能量更少。這意味著GaN電源充電器設計可以使用比基于硅晶體管的充電器更小、更便宜的組件。這導致基于GaN的電源充電器更小、更輕，同時仍然能夠滿足甚至超過最新設備的高功率需求。

此外，隨著智能設備開始激增，更多地關注實現更深入的人類理解和滿足人類需求，為它們提供動力的新興技術（即人工智能、面部識別、生物識別）將導致更高的電力需求。更高效、更小巧的基于GaN的電源可能是滿足這些下一代設備更高功率需求的關鍵。

以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的“氮化鎵（GaN）：電力電子的下一個大趨勢？”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。