氮化镓的好处

GaN是一种宽禁带材料。因此，它的带隙（电子从价带移动到导带所需的能量）比硅宽得多：约3.4eV对1.12 eV。GaN HE MT增强的电子迁移率与更快的开关速度有关，因为通常积聚在结处的电荷可能消散得更快。
由于其较短的上升时间、较低的漏极-源极导通电阻（RDS（on））值以及较小的栅极和输出电容，GaN可以实现较低的开关损耗，并且可以以比硅高10倍的性能工作。在开关频率下工作。能够在高开关频率下工作，从而实现了更小的占地面积、重量和体积，并消除了对电感器和变压器等笨重元件的需求。随着开关频率的提高，GaN HE MT的开关损耗将保持远低于硅MOSFET或IGBT的水平，且开关频率越高，这种差异越明显。

综上所述，GaN器件在很多方面都优于传统的硅基功率器件。这些优点包括：
1. GaN的击穿电场是硅的10倍以上（3.3MV/cm vs. 0.3MV/cm），从而允许GaN基功率器件在被损坏之前支持10倍以上的电压。
2. 在相同的电压值下工作，GaN器件的温度较低，产生的热量较少。因此，它们可以在比硅更高的温度下工作（高达225°C及以上），这是由其较低的结温（150°C至175°C）的限制。
3. 由于其固有的结构，GaN可以在比硅更高的频率下开关，并提供更低的RDS（on）和优异的反向恢复能力。这反过来又导致高效率，同时减少开关损耗和功率损耗。
4. 作为HEMT，GaN器件具有比硅器件更高的电场强度，允许GaN器件具有更小的管芯尺寸和更小的占地面积。

氮化镓

氮化镓和碳化硅
碳化硅（SiC）器件由于其节能、缩小尺寸、集成解决方案和可靠性等特性，在电机控制和功率控制应用中的使用是一个重大突破。除此之外，现在还可以为逆变器电路中连接的电机采用最佳开关频率，这对电机设计具有重要意义。
在必须使用主动冷却来调节半导体损耗以实现高性能和可靠性的解决方案中，将损耗降低高达80%可能是一个颠覆性的改变。KeepTops生产的SDS120J020G3基于SiC就是一个例子。这种组合可在伺服驱动器等高密度电机驱动器中实现无源冷却，使机器人和自动化行业能够创建免维护、无风扇的电机变频器。自动化领域的无风扇解决方案开辟了新的设计可能性，因为它们节省了维护和材料方面的资金和时间。由此产生的小系统尺寸使其适合在机械臂中集成驱动器。
与具有类似额定值的IGBT相比，根据为CoolSiC选择的功率类型，可以在相同的外形尺寸下实现更高的电流，同时仍然显著低于具有SiC MOSFET（~40~60K）（105K）恒定结温的IGBT。对于给定的器件尺寸，使用SiC MOSFET无需风扇也可以驱动更高的电流。

从我们在家里和厨房使用的电气设备到我们驾驶的汽车（包括汽油动力、混合动力和全电动汽车）以及制造智能手机的工厂，电动机几乎存在于现代文明的方方面面。虽然有些电机是非常简单的，有些是非常复杂的，他们都有一个共同点，他们都需要控制。
其他电机应用，如当今工业工厂中的电机，需要复杂的电机控制来提供高精度、高速的电机控制活动。在直流电机和电池供电电机应用中，传统的硅MOSFET和低PWM变频器正在被淘汰，取而代之的是基于GaN的高PWM变频器。优点包括提高系统效率和消除大型无源元件，即电解电容器和输入电感器。

审核编辑 黄宇