氮化镓知识概览

氮化镓知识概览

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/xzx789xzx/article/details/126101054

氮化镓（GaN）作为一种新型半导体材料，近年来在高频、高功率应用领域展现出巨大潜力。本文将为您详细介绍氮化镓的基本概念、宽禁带特性以及其在现代电子技术中的应用前景。

1. 概念

氮化镓是由镓（原子序数 31）和氮（原子序数 7）结合而成的化合物。它具有稳定的六边形晶体结构，是一种宽禁带半导体材料。禁带宽度是指电子从原子核轨道上脱离所需要的能量，氮化镓的禁带宽度为 3.4eV，是硅的 3 倍多，因此氮化镓具有宽禁带特性（WBG）。禁带宽度决定了材料所能承受的电场强度。

氮化镓高电子迁移率晶体管（GaN HEMT）作为宽禁带（WBG）功率半导体器件的代表，在高频功率应用方面展现出巨大潜力。与硅（Si）和碳化硅（SiC）相比，GaN材料具有更高的电子迁移率、饱和电子速度和击穿电场。这些材料优势使得GaN功率器件能够实现更小的导通电阻和栅极电荷，从而具备更优秀的传导和开关性能。因此，GaN功率器件特别适合高频应用场合，有助于提升变换器的效率和功率密度。

目前，GaN功率器件主要应用于电源适配器、车载充电、数据中心等领域。氮化镓的吸引力不仅在于其性能和系统层面的能源利用率提升，还体现在生产制造环节的环保优势。制造一颗氮化镓功率芯片，可以在生产制造环节减少80% 化学物及能源损耗，此外还能再节省超过 50% 的包装材料，这使得氮化镓在环保方面具有显著优势，远超传统慢速硅材料。

2. GaN HEMT的分类

按照器件结构类型