浅谈GaN

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由于GaN一些不错的性能,GaN功率器件越来越多的出现在大众视野中,先来看下GaN与硅相比,有哪些明显优势:

  1. GaN的介电击穿场强度比硅高10倍。

这意味在同样的电场强度中,GaN的厚度可以比Si高度薄10倍。由于Rdson的值与维持给定击穿电压所需的器件漂移区的长度成正比,因此更薄的GaN器件具有更低的Rdson,因此GaN比Si具有更低的导通损耗,从而也拥有更卓越的性能和散热。

  1. GaN的电子饱和速度比硅高2倍。

     GaN器件比硅器件具有更高的开关速度,可实现更高的工作频率,减少开关振铃,从而减小EMI,提高效率。

  1. GaN的能带隙比硅高3倍。

由于GaN的电子从价带扩散到导带所需的能量比Si大很多(GaN带隙能量:3.4eV,Si带隙能量:1.1eV),因此GaN在较大的温度范围内提供稳定,具有更低的泄漏电流。


GaN与SiC区别:

GaN与SiC都属于宽带隙器件,但不能互换。SiC器件可承受更高电压,可达1700V,甚至更高,可用于PFC,LLC,drivers等应用。而GaN具有高电子迁移率,其关断时间几乎为0,因此可用于更高频率使用,从而可提高功率密度,缩小电源体积,可用于SMPS应用中。



ON Semiconductor已开发一系列GaN产品及gate driver。下图为ON Semiconductor的GaN器件的roadmap。



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