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222,GaN晶体管比传统硅器材更快更有用:但彻底替代硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的关系研究

admin 2019-05-15 327°c

一般来说,GaN晶体管比传统硅器件更快且更有用。但假如忠魂1949是这样的话,有什么约束能够阻挠它从宝座上取下硅芯片?

硅技能正在挨近其极限。一起,依然需求更快,需求更有用的电路。从这一点开端,其间一条途径是研讨人员和公司都要研讨不同的资料来制作面向未来的设备。

引起业界重视的一种资料特别胡歌微博是氮化镓(gallium nitride)或GaN,氮化镓(GaN)流氓兔现已在光电子学中得到越最浪漫的事来越多的运用。

以下是GaN的当时状况。

GaN vs 硅

在研讨GaN的物理特性时,很简单了解恐惧直播为什么它是一种十分有远景的半导体。 GaN是二元III / V直接带隙半导体,其带隙能量为3.4eV,妊辰纹是带隙能量仅为1.1eV的硅的几倍。

GaN纤锌矿多面体。图片运用Solid_State供给

这种更宽的带隙使得GaN十分适用于姜小淘光电子器件,而且是出产比如UV LED之类的器件的要害,其间倍频是青柠不切实际的。 GaN半学前教育导体不只具有1000倍于硅的电子迁移率,而且还能够在更高的温度下作业,一起仍坚持其特性(高达400摄氏华为荣耀6度)。这些组合特性将使GaN在高频(THz),高温文高功率环境中十分222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨抱负。

GaN面对的问题

尽管GaN器件广泛用于光电子工业(例如LED),但由于若干原因,它们并不常用于晶体管中。 GaN晶体管的最大妨碍之一是GaN器件通常是耗尽型器件,当栅极 - 源极电压为零时它们导通,这是一个问题,由于电源电路和逻辑依赖于常开和常关晶体管。

GaN的ACF电路

松下的图片

现在,有几个提议要建立在栅极 - 源极电压为零时封闭的GaN器件,包含添加氟离子,M押韵IS型栅极堆叠,组合的GaN和Si器件,以及运用P型AlGaN / GaN异质结顶部的资料。

现在的GaN运用

尽管包含GaN晶体管的器件数量很少,但几家公司正在测验添加对GaN基产品的爱好。例如,松下现已运用他们的专利X-GaN技能在许多222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨运用中出产GaN基晶体管,包含电源转换器(功率高达99%)和电机配222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨置中晶体管的代替品。他们的X-GaN晶体管也能够完全代替MOSFET和续流二极管,然后节省能源并减小电路的物理尺度。

图片由军事空间供给

GaN晶体管因其杰出的频率沼地章鱼特性而进入无线电运用领域,与Comtech PST公司协作出产BPMC928109-100女人肉0类型,这是一种GaN放大器,用于高速摄像机,空中交通管制,乃至军事运用,要222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨求222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨频率在9.2-10GHz之间,10kW功率。

松下高压GaN的演进路标

GaN会代替硅吗?

与硅比较,GaN具有许多重要优势,更节能,更快,乃至更好的万物成长康复特性。但是,尽管GaN似乎是一个优胜的挑选,但在一段时只为她袖手全国间以内它不会在一切运用中代替硅222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨片。

相关电路设计

需求战胜的第一个妨碍是GaN晶体管的耗尽性质;有用功率和逻辑电路需求常双胞胎开和常关两种类型的晶体管。尽管能够出产常关型GaN晶体管,但它们要么依赖于典型的硅MOSFET,要么需求特别的附加层,这使得它们难以缩短。不能以与当时硅晶体管相同的规划出产GaN晶体管也意味着它们在CPU和其他微控制器中运用是不实草避图r际的。

GaN晶体管的第二个问题是,用于制作增强型GaN晶体管的仅有已知办法(在写入时)是运用取得专利的松下办法来运用额定的AlGaN层。这意味着触及这种晶体管类型的任何立异将依赖于Panasonic,直到能够研讨其他办法。

自21世纪初以来,GaN器件的作业现已呈现,但GaN晶体管元始天尊仍处于起步阶段。毫无疑问,他们将在未来十年内代替电力运用中的硅晶体管,但它们798艺术区仍远未用于数据处理运用。

但是,假如GaN器件能够小型化(222,GaN晶体管比传统硅器件更快更有用:但完全代替硅芯片还有待时日-实验室的硬件条件与科研成功之间的联系研讨小于100nm的特性),那么它们不只能够用于代替硅以取得更好的功率功率,而且它们还能够以更高的速度运转而且答应其功率处理器持续添加。

(完)

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