在所有电力电子应用中 功率密度是关键指标之一

在所有电力电子应用中，功率密度是关键指标之一，这主要由更高能效和更高开关频率驱动。随着基于硅的技术接近其发展极限，设计工程师现在正寻求宽禁带技术如氮化镓（GaN）来提供方案。

对于新技术而言，GaN本质上比其将取代的技术（硅）成本低。GaN器件与硅器件是在同一工厂用相同的制造程序生产出。因此，由于GaN器件小于等效硅器件，因此每个晶片可以生产更多的器件，从而降低了每个晶片的成本。

GaN有许多性能优势，包括远高于硅的电子迁移率（3.4eV对比1.1eV），这使其具有比硅高1000倍的电子传导效率的潜力。值得注意的是，GaN的门极电荷（QG）较低，并且由于必须在每个开关周期内对其进行补充，因此GaN能够以高达1 MHz的频率工作，效率不会降低，而硅则难以达到100 kHz以上。此外，与硅不同，GaN没有体二极管，其在AlGaN / GaN边界表面的2DEG可以沿相反方向传导电流（称为“第三象限”操作）。因此，GaN没有反向恢复电荷（QRR），使其非常适合硬开关应用。

在所有电力电子应用中，功率密度是关键指标之一，这主要由更高能效和更高开关频率驱动。随着基于硅的技术接近其发展极限，设计工程师现在正寻求宽禁带技术如氮化镓（GaN）来提供方案。

对于新技术而言，GaN本质上比其将取代的技术（硅）成本低。GaN器件与硅器件是在同一工厂用相同的制造程序生产出。因此，由于GaN器件小于等效硅器件，因此每个晶片可以生产更多的器件，从而降低了每个晶片的成本。

GaN有许多性能优势，包括远高于硅的电子迁移率（3.4eV对比1.1eV），这使其具有比硅高1000倍的电子传导效率的潜力。值得注意的是，GaN的门极电荷（QG）较低，并且由于必须在每个开关周期内对其进行补充，因此GaN能够以高达1 MHz的频率工作，效率不会降低，而硅则难以达到100 kHz以上。此外，与硅不同，GaN没有体二极管，其在AlGaN / GaN边界表面的2DEG可以沿相反方向传导电流（称为“第三象限”操作）。因此，GaN没有反向恢复电荷（QRR），使其非常适合硬开关应用。

最初采用GaN技术并增长的将是如低功率快速充电USB PD电源适配器和游戏类笔记本电脑高功率适配器等应用。这主要归因于有控制器和驱动器可支持需要高开关频率的这些应用，从而缩短了设计周期。随着合适的驱动器、控制器和模块方案可用于服务器、云和电信等更高功率的应用，那么GaN也将被采用。