氮化镓有什么用

话说在手机行业，快充的概念已经诞生很久了，各大主流手机厂商和平台厂商都有自己的快充协议，从高通的QC、MTK的PE、华为的FCP、oppo的VOOC，都是打着快速充电的概念。充电的功率也越来越大，从很久远的5V/500mA一直做到如今的100W以上的快速充电。因此用户也更加关注快速充电的功率、速度，多久能够充满。但是在充电上其实还面临的问题就是，随着充电器的功率做的越来越高，充电器的体积和发热量也随之变大，这一切都是充电器中的开关管和变压器所决定的。而GaN改变这一问题。在最近的几款手机中，也纷纷将GAN充电器作为一大卖点。

1、什么是氮化镓充电器

首先我们了解一下什么是氮化镓，GaN是一种具有半导体特性的化合物，其实早在1990年就已经被应用于发光二极管中，但是由于制作工艺难度较高，所以也就一直没有发扬光大。而现在之所以氮化镓的概念重新起来，最主要是因为它具有的三个特性：

1、开关频率高;

2、禁带宽度大;

3、更低的导通电阻;

变压器是充电器中体积最大的元器件之一，在充电器内部占据了相当大的空间，变压器的体积又取决于开关管的开关频率。传统的充电器开关管基本上用硅制成，由于质量特性的限制，开关工作频率相对较低，自然需要很大的变压器。

想缩小充电器，必须缩小变压器;想让变压器体积缩小，就要提高开关频率。而MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管)这类开关管的频率已经很高了，提升空间很小，盲目提高频率反而会带来更大的开关损耗，增加发热，因此很难再在硅这类材料上做文章。

而氮化镓是目前最快的功率半导体开关器件，通过更快的频率从而减小了变压器的体积，也可以在高速开关的前提下保持高效率，因此氮化镓充电器必然是未来充电器的发展方向。

此外，禁带宽度直接决定电子器件的耐压和最高工作温度，禁带宽度越大，器件能够承载的电压和温度越高，击穿电压也会越高，功率越高。

更低的导通电阻，直接表现为导电时的发热量。导通电阻越低，发热量越低。如下图为典型的手机充电器反激变换器拓扑，Q1即为开关管。

二、氮化镓充电器的优势

随着人们对快充需求的日益提升，30W至40W充电已是非常普遍，也有些厂商在推动60W甚至100W充电。随着充电器功率增高，尺寸也逐渐增大，携带起来很不方便;并且比低功率充电器功耗更多、发热更严重，使用时存在安全隐患。

而改用GaN可以缩小充电器的尺寸，同时还可以确保更低温、安全的充电。这样的技术也给整个行业带来了改变，以往我们出门携带充电器很不方便的问题迎刃而解，手机和笔记本电脑共用一个能装进口袋的氮化镓充电器即可。