GaN (gallium nitride)

Galliumnitrid (GaN) ist ein Halbleitermaterial, das in der Optoelektronik, bei hochintegrierten optischen Speichermedien, in der Mikrowellentechnik, in Schaltern, der Leistungselektronik und bei Halbleiterlichtquellen eingesetzt wird. Galliumnitrid hat diverse Vorteile gegenüber Galliumarsenid (GaAs) und Silizium (Si).


Es zeichnet sich durch gute Hochfrequenz- und Schalteigenschaften und einen geringen Energieverbrauch aus. Außerdem hat es einen hohen Wirkungsgrad in Bezug auf die benötigte Fläche, geringe Produktionskosten und es kann mit wesentlich höheren Spannungen arbeiten. Mit Galliumnitrid können gegenüber Silizium die Anstiegsraten von Sprungsignalen verbessert, die Schaltfrequenzen erhöht und die Leistungsverluster minimiert werden.

Galliumnitrid ist ein III-V-Verbindungshalbleiter mit einer großen Bandlücke, Wide Bandgap (WBG), von 3,4 Elektronenvolt (eV), einer sehr viel höhere Durchbruchspannung und einem geringeren Durchlasswiderstand gegenüber Silizium. Es eignet sich daher ideal für Bauelemente der Leistungselektronik. Außerdem kann Galliumnitrid bei Frequenzen von mehreren hundert Gigahertz (GHz) eingesetzt werden.

Leistungs- und Frequenzbereiche von verschiedenen Halbleitermaterialien

Leistungs- und Frequenzbereiche von verschiedenen Halbleitermaterialien

Als III-V-Verbindungshalbleiter wird Galliumnitrid in blauen, grünen und weißen Leuchtdioden eingesetzt, aber auch in High Electron Mobility Transistors (HEMT), den leistungsstarken Komponenten der Hochfrequenztechnik. Entsprechende GaN-HEMTs zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 70 % und einer hohen Leistungsdichte aus. Sie können in der hochfrequenten Breitbandtechnik und der Mikrowellentechnik wie in WiMAX oder Long Term Evolution (LTE) eingesetzt werden.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Galliumnitrid
Englisch: gallium nitride - GaN
Veröffentlicht: 25.11.2018
Wörter: 212
Tags: #Elektronik-Materialien
Links: Bandlücke, Durchbruchspannung, Elektronenvolt, Frequenz, GaAs (gallium arsenide)