什么是氮化鎵技術(shù)?

氮化鎵是一種無機(jī)物，化學(xué)式GaN，是氮和鎵的化合物，是一種直接能隙的半導(dǎo)體。

但對(duì)于氮化鎵，很多人只是有個(gè)模糊的概念，對(duì)于它實(shí)現(xiàn)小體積大功率背后的原理、以及為何能改變多行業(yè)格局其實(shí)并不清楚。

氮化鎵有何優(yōu)勢(shì)?

由于氮化鎵具有更小的晶體管、更短的電流路徑、超低的電阻和電容等優(yōu)勢(shì)，氮化鎵充電器的運(yùn)行速度，比傳統(tǒng)硅器件要快100倍。

禁帶寬度大(3.4eV)，熱導(dǎo)率高(1.3W/cm-K)，則工作溫度高，擊穿電壓高，抗輻射能力強(qiáng)。

氮化鎵易與AlN、InN等構(gòu)成混晶，能制成各種異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而且GaN晶格對(duì)稱性比較低，具有很強(qiáng)的壓電性和鐵電性。

由于材料上的優(yōu)勢(shì)，GaN功率器件可以實(shí)現(xiàn)更小的導(dǎo)通電阻和柵極電荷(意味著更優(yōu)秀的傳導(dǎo)和開關(guān)性能)。因此GaN功率器件更適合于高頻應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)提升變換器的效率和功率密度非常有利。

什么是氮化鎵技術(shù)原理?

氮化鎵器件憑借著獨(dú)特的器件特性，已經(jīng)在快充領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重的作用。但是傳統(tǒng)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(dǎo)通;門極耐壓也只有6V左右。

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

上圖為芯導(dǎo)PDG7115氮化鎵功率IC的應(yīng)用電路圖，相比傳統(tǒng)氮化鎵器件，PGD7115直驅(qū)型GaN功率IC無需配置復(fù)雜的電平轉(zhuǎn)換電路，外圍電路更為簡(jiǎn)潔，有效降低 BOM 成本，加速產(chǎn)品上市周期。

氮化鎵以開關(guān)速度快，導(dǎo)阻低，低輸入輸出電荷的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在快充上逐漸取代了傳統(tǒng)的高壓硅MOS管。使用氮化鎵取代硅MOS管，不僅降低了開關(guān)損耗，提高充電器的轉(zhuǎn)換效率，使得充電器無需設(shè)計(jì)大面積的散熱片;而且大幅提升了功率器件開關(guān)頻率，減小變壓器電感量，縮小變壓器尺寸，進(jìn)而減小充電器的體積。

綜合整理自百度百科、今日半導(dǎo)體、充電頭網(wǎng)