氮化镓（GaN）：电力电子的下一个大趋势？

氮化镓（GaN）晶体管在电力电子行业的发展非常迅速，并且因其高电子迁移率等特性而成为硅基FET的流行替代品。此外，氮化镓晶体管用于更多的应用，如电源充电器、汽车和音频放大器。

一、什么是氮化镓？

大多数人都知道硅是什么，或者至少听说过它。简而言之，适用于大多数基于半导体的应用的“传统”半导体。它很便宜，我们有很多使用它的经验，它非常安全，而且这是我们现有的大多数半导体技术最适合的。然而，随着设备变得更强大，它很快就会达到它的“极限”。

很长一段时间以来，研究人员一直在努力寻找纯硅的继任者，这就是碳化硅（SiC）（一种更快、更坚固、更有效的纯硅替代品）和GaN等产品的用武之地。GaN是一种直接带隙半导体，自1990年代以来一直用于蓝光发光二极管（LED）。该带隙比硅的带隙高得多，使其成为用于构建晶体管的硅的更好替代品，因为它们的电阻较小。

二、氮化镓晶体管

GaN晶体管具有独特的优势，可以取代硅基FET。英锐恩单片机工程师解释，由于GaN的击穿电压非常高、电子迁移率高，并且能够在更高的温度和更高的电压下工作，因此它们非常适合用于功率放大器等应用。此外，高功率密度和高电压击穿限制使GaN成为5G蜂窝基站应用的有希望的候选者。

GaN晶体管的驱动方式与传统MOSFET相同。这意味着它们很容易集成到现有的设计架构中，部分原因是2020年GaN得到更广泛的接受，更多的应用程序（如数据中心、电源和汽车系统）实施它们。

三、基于氮化镓的电源

英锐恩单片机开发工程师介绍，事实上，正是电源类产品，更具体地说，是基于GaN的充电器——在2020年开始兴起。它们在1月份的CES上占有重要地位，到6月，它们的数量和使用水平的激增开始施加压力市场上的电力行业更有效和实用的设计解决方案。

这是因为随着智能手机和笔记本电脑等设备功能的增加，它们的电源需求也随之增加——它们需要做更多的事情。而这些设备的便携性给制造商带来了额外的压力，要求他们减小充电器的尺寸和重量。消费者根本不想拖着笨重的充电器；他们想要与他们使用的设备一样时尚的东西。

由于GaN技术在转换功率方面效率更高，因此它作为热量损失的能量更少。这意味着GaN电源充电器设计可以使用比基于硅晶体管的充电器更小、更便宜的组件。这导致基于GaN的电源充电器更小、更轻，同时仍然能够满足甚至超过最新设备的高功率需求。

此外，随着智能设备开始激增，更多地关注实现更深入的人类理解和满足人类需求，为它们提供动力的新兴技术（即人工智能、面部识别、生物识别）将导致更高的电力需求。更高效、更小巧的基于GaN的电源可能是满足这些下一代设备更高功率需求的关键。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的“氮化镓（GaN）：电力电子的下一个大趋势？”。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机。