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简单介绍宽禁带半导体应用特点

宽禁带半导体最明显的特征,便是它的半导体禁带宽度宽,从材料的性质方面更接近于绝缘体。因此,以氮化镓和碳化硅为代表的这类宽禁带半导体材料,拥有高的击穿电场强度、高的工作温度、低的器件导通电阻、高的电子密度等优势,目前宽禁带半导体主要在三个领域有强大的市场的竞争力

GaN器件本质上是常开器件,因为GaN / AlGaN异质结中具有2DEG通道。 不过,电力电子行业迫切需要常闭设备。 实现这一目标有两种方法:名为Cascode(栅地阴地放大器)的方法或实现真正的单片增强模式设备。400 V和600 V设备的增强型GaN概念,适用于市场上最强大和最具性能概念的所有消费和工业应用

第一是射频器件,即微波毫米波器件。相比于砷化镓和硅等半导体材料,在微波毫米波段的宽禁带半导体器件工作效率和输出功率明显高,适合做射频功率器件。民用射频器件主要用在移动通信方面,包括现在的4G、5G和未来的6G通信。例如,国内新装的4G和5G移动通信的基站几乎全用氮化镓器件。尤其是5G基站采用MIMO收发体制,每个基站64路收发,耗电量是4G基站的3倍以上,而且基站的密集度还要高于4G基站,不用高效率的氮化镓器件几乎是不可能的。未来6G通信频率更高、基站数更多,矛盾将更加突出。

第二是大功率电力电子器件。快充装置、输变电系统、轨道交通、电动汽车和充电桩等都需要大功率、高效率的电力电子器件。无疑宽禁带半导体,尤其是碳化硅、氮化镓具有比其他半导体材料更为明显的优势。

第三是光电器件。宽禁带半导体尤其在短波长光电器件方面有很明显的优势。例如蓝光,现在所有的半导体照明已经采用了氮化镓。在紫光、紫外光甚至在黄光、绿光等方面都可以直接用氮化物半导体作为材料。

氮化镓在硬开关拓扑结构中具有独特优势,在宽负载范围内的平均效率 > 99%。 使用简化的拓扑结构和GaN开关性能的优势还可以降低系统成本。氮化镓的目标应用包括 USB-C 适配器和充电器、48 V 配电、服务器和电信开关电源、太阳能和储能系统、电机驱动器、机器人和无人机等

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denyuiwen
LV.6
2
04-23 21:13

宽禁带半导体在其它行业的应用就没有了吗?还是性价比不高

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04-23 22:19

以氮化镓和碳化硅为代表的这类宽禁带半导体材料前途一片光明,我一直非常看好这两种材料的应用。

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沈夜
LV.6
4
04-23 23:26

宽禁带半导体在电力电子领域的应用前景如何?

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千影
LV.4
5
04-24 00:01

如何提高宽禁带半导体器件的常闭性能?

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旻旻旻
LV.6
6
04-24 15:26

有没有GaN器件在储能行业例如逆变器或者双向变流器的应用说明呢

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only one
LV.6
7
04-24 21:26

半导体禁带宽度宽,从材料的性质方面更接近于绝缘体,那么绝缘体都是宽禁带吗

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04-25 08:54

怎么样保护器件在正常工作条件下不发生击穿

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spowergg
LV.10
9
04-25 13:19
@dy-mb2U9pBf
以氮化镓和碳化硅为代表的这类宽禁带半导体材料前途一片光明,我一直非常看好这两种材料的应用。

GaN需要隔离或非隔离、低边或自举、零伏或负压关断等多种驱动方式。

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xxbw6868
LV.9
10
04-25 15:59
@spowergg
GaN需要隔离或非隔离、低边或自举、零伏或负压关断等多种驱动方式。

GaN的开关频率和速度远高于传统的Si MOS,所以要求驱动IC能够在很高的dv/dt环境下正常工作。

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XHH9062
LV.8
11
04-25 19:00

光电器件现在用氮化镓的还是很多的

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04-25 22:53

氮化镓和碳化硅目前差不多就是民用的顶端了

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天晴朗
LV.6
13
04-25 23:33

宽禁带半导体尤其在短波长光电器件方面有很明显的优势

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04-25 23:35

目前这个有没有代表性作品

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only one
LV.6
15
04-26 23:10

第一是射频器件,即微波毫米波器件。相比于砷化镓和硅等半导体材料,,这方面有什么应用??

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方笑尘MK
LV.6
16
05-05 22:22

在新能源汽车领域,SiC和GaN因其耐高温、高压和高效率的特性,被用于车载充电器、逆变器等关键部件

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