宽禁带半导体材料典型代表有碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),这些半导体材料也称为第三代半导体材料。与以硅(Si)和砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体相比,宽禁带半导体的优点更加的突出。碳化硅不但击穿电场强度高、热稳定性好,还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特,可以用来制造各种耐高温的高频大功率器件,应用于硅器件难以胜任的场合,或在一般应用中产生硅器件难以产生的效果。使用宽禁带材料可以提高器件的工作温度,同时工作频率也大大提高。
GaN是一种宽禁带材料。因此,它的带隙(电子从价带移动到导带所需的能量)比硅宽得多:约3.4eV对1.12 eV。GaN HE MT增强的电子迁移率与更快的开关速度有关,因为通常积聚在结处的电荷可能消散得更快。由于其较短的上升时间、较低的漏极-源极导通电阻(RDS(on))值以及较小的栅极和输出电容,GaN可以实现较低的开关损耗,并且可以以比硅高10倍的性能工作。在开关频率下工作。能够在高开关频率下工作,从而实现了更小的占地面积、重量和体积,并消除了对电感器和变压器等笨重元件的需求。随着开关频率的提高,GaN的开关损耗将保持远低于硅MOSFET或IGBT的水平,且开关频率越高,这种差异越明显。