Poiché sempre più produttori di telefoni cellulari lanciano il caricatore rapido al nitruro di gallio, cos'è un caricatore rapido GaN? Un caricatore al nitruro di gallio è che il dispositivo principale di un caricatore così veloce per smartphone, laptop e così via adottaChip GaN FET, che può essere offerto da PAM-XIAMEN. I caricabatterie al nitruro di gallio hanno le caratteristiche di piccole dimensioni, alta efficienza e bassa generazione di calore, supportando la ricarica rapida di smartphone, laptop e altri dispositivi di alimentazione.
Perché il caricabatterie realizzato su chip GaN FET è più veloce di quello tradizionale? I motivi sono analizzati in base al materiale nitruro di gallio come segue:
1. Proprietà materiali superiori del nitruro di gallio per il caricatore veloce del nitruro di gallio
Il nitruro di gallio (GaN) è un materiale semiconduttore composto da azoto e gallio. Poiché il gap di banda di nitruro di gallio è maggiore di 2,2 eV, viene anche chiamato materiale semiconduttore a banda larga ed è anche chiamato materiale semiconduttore di terza generazione. I caricabatterie rapidi GaN hanno una potenza di uscita maggiore e dimensioni più ridotte, sono decine di volte il rapporto caratteristico di potenza dei normali dispositivi a base di silicio. Il GaN è un materiale rivoluzionario per i semiconduttori di potenza del futuro.
Rispetto al materiale in silicio, le proprietà del materiale in nitruro di gallio sono principalmente le seguenti:
- La larghezza della banda proibita è 3 volte maggiore;
- L'intensità del campo di ripartizione è 10 volte superiore;
- La velocità di migrazione degli elettroni satura è 3 volte superiore;
- La conduttività termica del nitruro di gallio è 2 volte superiore;
Alcuni dei vantaggi apportati da questi miglioramenti delle prestazioni sono che il nitruro di gallio è più adatto per dispositivi di alimentazione ad alta potenza e ad alta frequenza, come il caricatore rapido al nitruro di gallio, con un volume più piccolo e una maggiore densità di potenza.
2. Applicazioni del nitruro di gallio
Il nitruro di gallio è una sostanza che non esiste in natura ed è completamente sintetizzata artificialmente. Il nitruro di gallio non ha uno stato liquido, quindi il metodo Czochralski del processo di produzione del silicio monocristallino non può essere utilizzato per estrarre il monocristallo di GaN, che può essere sintetizzato esclusivamente per reazione del gas. A causa del lungo tempo di reazione, della bassa velocità, di molti sottoprodotti di reazione, dei requisiti severi delle apparecchiature, della complessa tecnologia GaN per la crescita e della produttività estremamente bassa, i materiali monocristallini di nitruro di gallio sono estremamente difficili da ottenere. Pertanto, nell'applicazione commerciale, sono più utilizzati wafer eteroepitassiali di nitruro di gallio.
2.1 Applicazione tipica del wafer epitassiale GaN nel caricabatterie
La crescita del nitruro di gallio su un substrato di nitruro di gallio a cristallo singolo è chiamata omoepitassiale e la crescita del nitruro di gallio su un substrato di altri materiali è chiamata wafer eteroepitassiale. Attualmente, nitruro di gallio su zaffiro, nitruro di gallio su carburo di silicio, nitruro di gallio su wafer di silicio sono i principali wafer eteroepitassiali di nitruro di gallio.
Tra questi, GaN su zaffiro può essere utilizzato solo per realizzare LED; GaN su Si può essere utilizzato per fabbricare dispositivi di alimentazione (ad esempio caricabatterie GaN) e radiofrequenza a bassa potenza; GaN su SiC può essere utilizzato per realizzare LED ad alta potenza, dispositivi di alimentazione e chip a radiofrequenza ad alta potenza. Il caricatore del telefono al nitruro di gallio è un'applicazione tipica diGaN FET basato su substrato di silicio.
2.2 Descrizione dettagliata per le applicazioni principali
Pertanto, ci sono tre campi di applicazione più importanti per i wafer di nitruro di gallio, vale a dire il campo dell'optoelettronica, il campo di potenza (in particolare il caricabatterie rapido) e il campo delle radiofrequenze. Maggiori dettagli si prega di fare riferimento alla scheda tecnica:
| Principali applicazioni dei materiali GaN | Dispositivo optoelettronico | Diodo ad emissione luminosa (LED) | Illuminazione a semiconduttore, comunicazione a luce visibile, illuminazione intelligente, salute della luce, ecc. |
| Laser (LD/VCSEL): luce blu-verde, ultravioletta | Blu-verde: display laser, fibra ottica plastica e comunicazione subacquea, comunicazione in rete locale; Ultravioletto: archiviazione ad alta densità, stampa sensibile alla luce, rilevamento di sostanze chimiche, trasmissione senza linea di vista, litografia laser, ecc. | ||
| Elettronica di potenza | GaN HEMT | Bassa tensione (<1.2KV): elettronica di consumo; Media tensione (1.2KV-1.7KV): veicoli di nuova energia, motori industriali, UPS, inverter fotovoltaici, ecc; Alta tensione (>1.7KV): energia eolica, trasporto ferroviario, smart grid, ecc. | |
| Dispositivi a radiofrequenza a microonde | Dispositivi a radiofrequenza GaN HBT, HEMT | Stazione base e terminale di comunicazione Comunicazioni satellitari Radar Telerilevamento dello spazio, ecc. | |
| MMIC |
Grazie alla maggiore domanda di caricabatterie rapido al nitruro di gallio e all'innovazione del GaN a base di Si di PAM-XIAMEN nel campo dell'energia, in futuro ci sarà una maggiore crescita del chip FET al nitruro di gallio per il caricabatterie del telefono.
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