2021年7月份电源网线下会议--厦门站中，厦门大学张峰老师的《宽禁带半导体SiC功率器件研究进展》让我学到了不少，主要从战略意义、研究以及应用方面进行了讨论，张峰老师在会议上给出了一组数据。
从数据汇总可以看出来近几年宽禁带半导体的发展非常迅猛，也使我不得不意识到宽禁带半导体在电源中的应用也是如火如荼。听完讲座，我也在课后对该知识进行了学习和补充，和大家分享一下。
新兴的宽带隙 (WBG) 碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 功率器件在电力电子领域越来越受欢迎，并且有可能显着提高功率转换器的效率和功率密度。在电力电子效率方面，功率密度和拥有成本决定了产品质量。 这三个主要参数根据应用分别加权（图 1）。
图1
当今电力电子领域的首要任务是提高效率并节省能源和材料。能源之星、80 Plus 和小盒子挑战等政府法规和行业计划为电源设计人员设定了具有挑战性的目标 [1]、[2]、[3]。与硅相比，基于 SiC 和 GaN 的功率器件有望在工业、电信和数据通信、可再生能源和运输等功率应用中实现突破性改进。
1. EnergyStar homepage
2. 80 PLUS Certified Power Supplies and Manufacturers website
3. Little box challenge website
如表 1 所示，WBG 功率器件，特别是 GaN 和 SiC，具有物理参数的组合，使它们比硅更适合功率器件。
表1 硅、氮化镓和碳化硅的物理特性。
更高的击穿电压 (Vbr) 和更宽的带隙 (Eg) 决定了比导通电阻 (Ronspi) 的理论极限低得多。 公式 确定了硅和 SiC 的特定 Ronspi； 公式 2 确定了 GaN 的特定 Ronspi：
使用等式 1 和 2 以及表 1 中的物理特性，图 2 显示了 Vbr 图上的 Ronspi 限制。
图2 硅（黑色）、SiC（蓝色）和 GaN（红色）的 Vbr 的理论 Ronspi 限制。
在 400-V Vbr 下，GaN 特定的导通电阻比硅低 2,000 倍，比 SiC 低 6 倍。 当然，这些都是理论上的限制； 工艺和技术成熟需要时间，直到实际商业产品达到接近这些极限的性能。 但这很好地说明了 SiC 和 GaN 基功率器件的潜力。