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 Hochfrequenzeigenschaften, Schaltgeschwindigkeiten, hohe Strombelastbarkeit 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 die Anstiegszeiten von Sprungsignalen gegenüber Silizium verbessert, die Schaltfrequenzen erhöht und die Leistungsverluste 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 und der Lichterzeugung mit Edge-Emitting Lasers (EEL). 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: 10.12.2020
Wörter: 220
Tags: EK-Materialien
Links: Anstiegszeit, Bandlücke, Durchbruchspannung, EEL (edge-emitting laser), Elektronenvolt