氮化镓充电器优缺点简介

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。

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。

一方面，在理论上由于其能带结构的关系，其中载流子的有效质量较大，输运性质较差，则低电场迁移率低，高频性能差。

另一方面，现在用异质外延（以蓝宝石和SiC作为衬底）技术生长出的GaN单晶，还不太令人满意（这有碍于GaN器件的发展），例如位错密度达到了108~1010/cm2（虽然蓝宝石和SiC与GaN的晶体结构相似，但仍然有比较大的晶格失配和热失配）；未掺杂GaN的室温背景载流子（电子）浓度高达1017cm-3（可能与N空位、替位式Si、替位式O等有关），并呈现出n型导电；虽然容易实现n型掺杂（掺Si可得到电子浓度1015~1020/cm3、室温迁移率>300 cm2/ V.s 的n型GaN），但p型掺杂水平太低（主要是掺Mg），所得空穴浓度只有1017~1018/cm3，迁移率<10cm2/V.s，掺杂效率只有0.1%~1%（可能是H的补偿和Mg的自身电离能较高所致）。

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