给力LED:征服LED之不得不看的重要概念(二)

2011-11-02 16:45

　　GaN（gallium nitride）

　　由镓（Ga）和氮（N）构成的化合物半导体。带隙为3.45eV（用光的波长表示相当于约365nm），比硅（Si）要宽3倍。利用该特性，GaN主要应用于光元件。通过混合铟（In）和铝（Al）调整带隙，所获得的LED和蓝紫色半导体激光器等发光元件已经实用化。

　　GaN由于带隙较宽，可产生蓝色和绿色等波长较短的光。蓝色LED和蓝紫色半导体激光器，采用了在GaN中添加In形成的InGaN。除了带隙较宽以外，GaN还具有绝缘破坏电场高、电场饱和速度快、导热率高等半导体材料的优异特性。另外，采用HEMT（High Electron Mobility Transistor）构造的GaN类半导体元件，其载流子迁移率较高，适合用作高频元件。原因是会产生名为“二维电子气体层”的电子高速流动领域。而且，由于绝缘破坏电场要比Si和GaAs大，耐压较高，可施加更高的电压。因此，在手机基站等高频功率放大器电路中采用GaN类HEMT的话，能够提高电力附加效率，降低耗电。

　　最近，GaN作为逆变器及变压器等电力转换器使用的功率元件也极受期待。原因是与Si功率元件相比，GaN类功率元件可大幅降低电力损失。由于绝缘破坏电场较高，能够通过减薄元件降低导通电阻，从而降低导通损失。

　　GaN类功率元件还有助于实现电力转换器的小型化。原因是与Si功率元件相比，GaN类功率元件能够以高开关频率工作，可缩小周边部件的尺寸。另外，由于导热率高，还可缩小冷却机构。鉴于上述优点，从事服务器、混合动力车和电动汽车以及白色家电业务的厂商等非常关注GaN类功率元件。据悉，2011年GaN类功率元件将有望配备于服务器电源。