GaN 功率模塊:介紹和作用
GaN 功率模塊:介紹和作用
引言
科技的進(jìn)步和電子裝備的日趨小型化?高效化,對(duì)功率器件的要求也愈來(lái)愈高?以前的硅(Si)基功率器件已難以滿足新一代電子產(chǎn)品的需求,而氮化鎵(GaN)作為一種寬禁帶半導(dǎo)體材料,憑仗其優(yōu)良的性能,正逐步成為功率器件領(lǐng)域的新寵?近些年來(lái)發(fā)展 GaN 功率器件技術(shù)的基礎(chǔ)上,將 GaN 功率器件與周邊電路和功能集成在一起的 GaN 功率模塊正逐步成為研究熱門(mén)?
甚么是 GaN 功率模塊?
GaN 功率模塊是指將 GaN 功率器件(如 GaN 肖特基勢(shì)壘二極管?GaN 高電子遷移率晶體管等) 與驅(qū)動(dòng)電路?保護(hù)電路?控制電路等周邊電路集成在一個(gè)封裝內(nèi)的模塊化產(chǎn)品?簡(jiǎn)單來(lái)講,就是把?功率半導(dǎo)體?和?周邊電路?功能?集成在一個(gè)模塊的零件? 這類(lèi)集成化可以可以減小器件尺寸?提高系統(tǒng)可靠性?簡(jiǎn)化流程,并下降整體本錢(qián)?
GaN 功率模塊的優(yōu)勢(shì)
相比以前的 Si 基功率模塊,GaN 功率模塊能夠以下明顯優(yōu)勢(shì):
更高的開(kāi)關(guān)頻率: GaN 材料能夠更高的電子飽和速度和擊穿電場(chǎng),使得 GaN 功率器件在更高的頻率下工作?更高的開(kāi)關(guān)頻率意味著可使用更小的無(wú)源元件(如電感和電容),從而減小器件尺寸和重量,并提高效力?
更低的導(dǎo)通消耗: GaN 功率器件的導(dǎo)通電阻更低,可以可以下降器件工作時(shí)的導(dǎo)通消耗,提高能量轉(zhuǎn)換效力,并減少發(fā)熱?
更快的開(kāi)關(guān)速度: GaN 功率器件的開(kāi)關(guān)速度更快,可以可以減少開(kāi)關(guān)消耗,提高效力,并改良系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能?
更高的功率密度: GaN 功率模塊可以實(shí)現(xiàn)更高的功率密度,這意味著在相同體積下可以輸出更大的功率,這對(duì)空間受限的運(yùn)用處景非常重要?
更高的工作溫度: GaN 材料能夠更高的工作溫度,可以適應(yīng)更卑劣的工作環(huán)境?
GaN 功率模塊的運(yùn)用
GaN 功率模塊憑仗其優(yōu)良的性能消費(fèi)電子?新能源汽車(chē)?工業(yè)控制?通訊基站等領(lǐng)域的運(yùn)用前景?比如可以:
消費(fèi)電子: GaN 功率模塊可以用于制造更小?更輕?更高效的手機(jī)充電器?筆記本電腦適配器等?
新能源汽車(chē): GaN 功率模塊可以用于電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載充電器?DC/DC 轉(zhuǎn)換器?逆變器等,提高充電效力,延長(zhǎng)續(xù)航里程?
工業(yè)控制: GaN 功率模塊可以用于制造更高效?更機(jī)電驅(qū)動(dòng)器?電源?焊接裝備等?
通訊基站: GaN 功率模塊可以用于制造更高效?更緊湊的基站電源,下降能耗,節(jié)省本錢(qián)?
GaN 功率模塊的發(fā)展趨勢(shì)
未來(lái), GaN 技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟,GaN 功率模塊將朝著以下方向發(fā)展:
更高的集成度: 將更多的功能集成到 GaN 功率模塊,比如可以驅(qū)動(dòng)電路?保護(hù)電路?傳感器等,進(jìn)一步提高模塊的性能和可靠性?
更低的本錢(qián): GaN 材料和器件制造本錢(qián)的不斷下落,GaN 功率模塊的本錢(qián)也將不斷下降,從而推動(dòng)其更的運(yùn)用?
更的運(yùn)用領(lǐng)域: GaN 功率模塊性能的不斷提升,運(yùn)用領(lǐng)域也將不斷拓展,比如可以航空航天?國(guó)防兵工等領(lǐng)域?
GaN 功率模塊作為一種新興的功率電子器件,能夠以前 Si 基功率模塊沒(méi)法比擬的優(yōu)勢(shì),將在未來(lái)電力電子領(lǐng)域,愈來(lái)愈重要的作用? GaN 技術(shù)的不斷發(fā)展和運(yùn)用,GaN 功率模塊將為我們的生活帶來(lái)更多便利?
