随着社会的发展,电子产品也在不断更新,那就需要更好的电子元器件技术,其中越来越流行的就包括氮化镓技术,那么你知道什么是氮化镓吗?

 

氮化镓到底是什么,又有什么优势,可以将大功率的充电器,体积缩小到如此之低呢?

 

两年多前,德州仪器宣布推出首款 600V 氮化镓(GaN)功率器件。该器件不仅为工程师提供了功率密度和效率,且易于设计,带集成栅极驱动和稳健的器件保护。从那时起,我们就致力于利用这项尖端技术将功率级尽可能提高(和降低)。

 


氮化镓被誉为最新一代的半导体材料,发展和应用的潜力巨大。氮化镓比硅禁带宽度大 3 倍,击穿场强高 10 倍,饱和电子迁移速度大 3 倍,热导率高 2 倍。这些性能提升带来的一些优势就是氮化镓比硅更适合做大功率高频的功率器件,同时体积还更小,功率密度还更大。

 

氮化镓在任何功率级别都很关键。工程师正努力提高切换速度、效率和可靠性,同时减小尺寸、重量和元件数量。从历来经验来看,您必须至少对其中的部分因素进行权衡,但德州仪器正通过所有这些优势实现设计,同时通过在一个封装中进行复杂集成来节省系统级成本,并减少电路板元件数量。从将 PC 适配器的尺寸减半,到为并网应用创建高效、紧凑的 10 kW 转换,德州仪器为您的设计提供了氮化镓解决方案。LMG3410 和 LMG3411 系列产品的额定电压为 600 V,提供从低功率适配器到超过 2 kW 设计的各类解决方案。

 

其中蓝宝石氮化镓只能用来做 LED;而硅基氮化镓可以做功率器件和小功率的射频;碳化硅氮化镓可以制造大功率 LED、功率器件和大功率射频芯片。这次小米发售的快充头,就是硅基氮化镓做的功率器件的一个典型应用场景。

 

通过导通电阻选择器件

内部氮化镓场效应晶体管(FET)的额定值为 RDS(on) - 漏极 - 源极或导通电阻——其在功率转换器的开关和传导损耗中起着重要作用。这些损失会影响系统级效率及散热和冷却方法。因此,通常来讲,RDS(on)额定值越低,可实现的功率水平越高,同时仍保持高效率。但是更高的 RDS(on)可能更合适一些应用或拓扑。

 

一个更加直观的例子是,假如所有电器都换成氮化镓材质,整体用电量将会减少 20%。