相比于传统的半导体材料,氮化镓有什么优势?利亚德产品是否包含这种材料?

相比于传统的半导体材料,氮化镓有什么优势?利亚德产品是否包含这种材料?,第1张

氮化镓(GaN)为便携式产品提供更小、更轻、更高效的台式AC-DC电源。氮化镓(GaN)是一种宽禁带半导体材料。当在电源中使用时,GaN比传统的硅具有更高的效率、更小的尺寸和更轻的重量。传统硅晶体管的损耗有两类,传导损耗和开关损耗。功率晶体管是开关电源功率损耗的主要原因。为了阻止这些损耗,GaN晶体管(取代旧的硅技术)的发展一直受到电力电子行业的关注。

氮化镓在关键领域比硅显示出显著的优势,这使得电源制造商能够显著提高效率。当电流流过晶体管时,开关损耗发生在开关状态的转换过程中。在给定的击穿电压下,GaN提供比硅更小的电阻和随后的开关和传导损耗,因此GaN适配器可以达到95%的效率。

由于GaN器件比硅具有更好的热导率和更高的温度,因此,电源的整体尺寸可能显著减小,可以减少对热管理组件的需求,如大型散热器、机架或风扇。移除这些内部元件,以及增加的开关频率,使得电源不仅更轻,而且更紧凑。

氮化镓作为一种全新的半导体材料,它具有热导率高、耐高温、高硬度、高兼容性等一系列的特性。氮化镓充电器的最大优点就是支持体积更小的变压器以及其他电感元件,与此同时,还具有优秀的散热性能。所以,相较于传统充电器,氮化镓充电器能够有效缩小体积、降低发热并提高效率。

现在越来越多充电器开始换成氮化镓充电器了,氮化镓充电器看起来很小,但是功率一般很大,可以给手机平板,甚至笔记本电脑充电。那么氮化镓到底是什么,氮化镓充电器有哪些优点,下文简单做个分析。

一、氮化镓是什么

氮化镓(GaN)是氮和镓化合物,具体半导体特性,早期应用于发光二极管中,它与常用的硅属于同一元素周期族,硬度高熔点高稳定性强。氮化镓材料是研制微电子器件的重要半导体材料,具有宽带隙、高热导率等特点,应用在充电器方面,主要是集成氮化镓MOS管,可适配小型变压器和高功率器件,充电效率高。

二、氮化镓充电器的优劣势

首先要说明下,氮化镓充电器跟普通充电器相比,只是材料不同,功能几乎无区别。

优点:体积小、安全

与普通半导体的硅材料相比,氮化镓的带隙更宽且导热好,能够匹配体积更小的变压器和大功率电感,所以氮化镓充电器有体积小、效率高、更安全等优势。近来的旗舰手机平板为了实现更快的充电速度,充电器功率都比较大,40W50W充电器非常普遍。更大的充电功率就意味着充电器的尺寸也在变大,并且发热严重。

改用氮化镓技术后,充电器的元器件可以更小,充电器体积大幅缩小;同时氮化镓充电器也能保持高效和低温的工作状态,安全性更好。

氮化镓充电器主要缺点是成本高。氮化镓作为新型第三代化合物,合成环境要求很高,从制造工艺上讲,氮化镓没有液态,不能使用单晶硅的传统直拉法拉出单晶,纯靠气体反应合成,在氨气流中超过1000度加热金属镓半小时才能形成粉末状氮化镓,所以氮化镓充电器的成本更高,对应市面上的氮化镓充电器售价也比传统充电器高出一大截。


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