近年来，研究人员和技术人员一直在共同努力，寻找优化器件能效和提高器件性能的解决方案。尽管微控制器在数码设备上已经达到了非凡的节能水平，但是在功率器件中使用新材料也取得了最佳效果。不久前，人们认为SiC和GaN器件的应用相当困难。但2018年，这些技术的优势开始应用到现实生活中(比如采用SiC MOSFET的Tesla Model3主逆变器)。这项新技术成功的原因是什么?

SiC和GaN被称为“宽带隙半导体”(WBG)，因为将这些材料的电子从价带扩散到导带需要能量: 其中硅(Silicon)所需能量为1.1eV，氮化硅(SiC)则需3.3eV，氮化镓(GaN)则需3.4eV. 这就带来了更高的击穿电压，在某些应用中可高到1200-1700V。通过合适的生产工艺，WBG展现出以下优点：

●极低的内部电阻，与同类硅器件相比，效率可提高70%

●低电阻可改善热性能(最高工作温度增加了)和散热，并可获得更高的功率密度

●散热得到优化，与同类硅器件相比，就可以采用更简单的封装、尺寸和重量也大大减少

●极短的关断时间(GaN器件接近于零)能够工作于非常高的开关频率，而且工作温度也更低

传统的电力电子设备使用的各类器件都可以用WBG器件代替。而传统的硅器件在许多应用领域都达到了极限。显然，WBG技术是未来电力电子的根基，将为各种领域的创新应用奠定基础。

SiC和GaN的区别

不同的应用所需的功率和频率性能不同，无论硅防老剂4020器件还是新型WBG器件，每种类型的器件都有其用武之地。尽管在概念层面上有相似之处，但SiC和GaN器件彼此不可互换，二者因系统的工作要求和使用参数不同而有很大差别。

尤其需要指出，SiC器件能承受更高的电压，高达1200伏及以上，而GaN器件则能承受的电压和功率密度要低一些;另一方面，由于GaN器件的关断时间几乎为零(由于具有高电子迁移率，其d热塑性弹....