氮化鎵(GaN)是一種寬帶隙半導(dǎo)體材料,上世紀90年代就已經(jīng)有了氮化鎵的應(yīng)用,這些年來氮化鎵已經(jīng)成為了全球半導(dǎo)體研究的熱點,被譽為第三代半導(dǎo)體,其具有更高的擊穿強度、更快的開關(guān),更高的熱導(dǎo)率和更低的導(dǎo)通電阻,因此能夠降低損耗、減少發(fā)熱,提供高效節(jié)能,使得元器件的體積能夠更加精簡,正因如此,氮化鎵技術(shù)的應(yīng)用也越來越多,本文就帶大家了解一下氮化鎵技術(shù)應(yīng)用在了哪些方面。
氮化鎵器件現(xiàn)在普遍應(yīng)用在了構(gòu)建放大器電路的氮化鎵高電子遷移率晶體管(HEMT)中。其中大多數(shù)氮化鎵HEMT用于功率放大應(yīng)用。然而,氮化鎵HEMT和其他晶體管變體也可用于低噪聲和寬帶放大器。如今,氮化鎵開關(guān)和二極管也變得越來越普遍,通??捎糜谌〈榛墸℅aAs)、硅(Si)、硅鍺(SiGe)或磷化銦(InP)器件。
在新一代的電力電子器件制造中,如果使用氮化鎵,那么相較于用原來的硅材料,可以在體積上變得更小,而且在運行速率方面更快更高效。這就可以減少電力電子元件的質(zhì)量、體積,便于攜帶或者使用,還可以增加電力電子元件的使用壽命,從而減少生命周期成本。因為有了氮化鎵技術(shù)的支持,就可允許設(shè)備在更高的溫度、電壓和頻率下工作,使得電子電子器件使用更少的能量卻可以實現(xiàn)更高的性能。
充電器也是氮化鎵技術(shù)的一個主要應(yīng)用方面。氮化鎵技術(shù)所具備的快速開關(guān)優(yōu)勢,提高了充電器的開關(guān)頻率,減小變壓器體積,并降低器件的散熱需求,從而顯著縮小了充電器的體積,使充電器具備更大的輸出功率,更多的輸出接口,深受消費者的喜愛。不同于普通充電器,車充由于受限于點煙器接口的尺寸限制,體積往往無法做大,如果采用傳統(tǒng)功率器件,輸出功率難以進一步提升。但是將氮化鎵功率器件應(yīng)用在車充產(chǎn)品中,就能夠提升輸出功率,并且保持原有的體積不變。
在當(dāng)下快速發(fā)展的5G通信中也有用到氮化鎵技術(shù),射頻氮化鎵技術(shù)是5G的絕配,基站功放使用氮化鎵。氮化鎵、砷化鎵和磷化銦是射頻應(yīng)用中常用的半導(dǎo)體材料。而氮化鎵作為一種寬禁帶半導(dǎo)體,可承受更高的工作電壓,意味著其功率密度及可工作溫度更高,因而具有高功率密度、低能耗、適合高頻率、支持寬帶寬等特點。
5G大功率基站氮化鎵功率放大器就是氮化鎵技術(shù)在5G中的一個重要應(yīng)用,這種放大器主要應(yīng)用于5G大功率基站中,解決了5G移動網(wǎng)絡(luò)中面積小但數(shù)據(jù)流量請求相對集中的問題。在5G毫米波的應(yīng)用上,氮化鎵的高功率密度特性在實現(xiàn)相同覆蓋條件及用戶追蹤功能下,可以有效減少收發(fā)通道數(shù)和整體方案的尺寸。
文章整合自 NXP社區(qū) 粉體新世界 電子技術(shù)應(yīng)用 電子技術(shù)應(yīng)用設(shè)計
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