從首款600V氮化鎵（GaN）功率器件來談氮化鎵技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，電子產(chǎn)品也在不斷更新，那就需要更好的電子元器件技術(shù)，其中越來越流行的就包括氮化鎵技術(shù)，那么你知道什么是氮化鎵嗎?

氮化鎵到底是什么，又有什么優(yōu)勢(shì)，可以將大功率的充電器，體積縮小到如此之低呢?

兩年多前，德州儀器宣布推出首款600V氮化鎵(GaN)功率器件。該器件不僅為工程師提供了功率密度和效率，且易于設(shè)計(jì)，帶集成柵極驅(qū)動(dòng)和穩(wěn)健的器件保護(hù)。從那時(shí)起，我們就致力于利用這項(xiàng)尖端技術(shù)將功率級(jí)盡可能提高(和降低)。

氮化鎵被譽(yù)為最新一代的半導(dǎo)體材料，發(fā)展和應(yīng)用的潛力巨大。氮化鎵比硅禁帶寬度大3倍，擊穿場強(qiáng)高10倍，飽和電子遷移速度大3倍，熱導(dǎo)率高2倍。這些性能提升帶來的一些優(yōu)勢(shì)就是氮化鎵比硅更適合做大功率高頻的功率器件，同時(shí)體積還更小，功率密度還更大。

氮化鎵在任何功率級(jí)別都很關(guān)鍵。工程師正努力提高切換速度、效率和可靠性，同時(shí)減小尺寸、重量和元件數(shù)量。從歷來經(jīng)驗(yàn)來看，您必須至少對(duì)其中的部分因素進(jìn)行權(quán)衡，但德州儀器正通過所有這些優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)通過在一個(gè)封裝中進(jìn)行復(fù)雜集成來節(jié)省系統(tǒng)級(jí)成本，并減少電路板元件數(shù)量。從將PC適配器的尺寸減半，到為并網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)建高效、緊湊的10 kW轉(zhuǎn)換，德州儀器為您的設(shè)計(jì)提供了氮化鎵解決方案。LMG3410和LMG3411系列產(chǎn)品的額定電壓為600 V，提供從低功率適配器到超過2 kW設(shè)計(jì)的各類解決方案。

其中藍(lán)寶石氮化鎵只能用來做LED;而硅基氮化鎵可以做功率器件和小功率的射頻;碳化硅氮化鎵可以制造大功率LED、功率器件和大功率射頻芯片。這次小米發(fā)售的快充頭，就是硅基氮化鎵做的功率器件的一個(gè)典型應(yīng)用場景。

通過導(dǎo)通電阻選擇器件

內(nèi)部氮化鎵場效應(yīng)晶體管(FET)的額定值為RDS(on) - 漏極-源極或?qū)娮琛湓诠β兽D(zhuǎn)換器的開關(guān)和傳導(dǎo)損耗中起著重要作用。這些損失會(huì)影響系統(tǒng)級(jí)效率及散熱和冷卻方法。因此，通常來講，RDS(on)額定值越低，可實(shí)現(xiàn)的功率水平越高，同時(shí)仍保持高效率。但是更高的RDS(on)可能更合適一些應(yīng)用或拓?fù)洹?

一個(gè)更加直觀的例子是，假如所有電器都換成氮化鎵材質(zhì)，整體用電量將會(huì)減少20%。

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