GaN的晶体结构及射频应用
镓(ga) 是一种化学元素，原子序数为31。镓在自然界中不存在游离态，而是锌和铝生产过程中的副产品。
gan 化合物由镓原子和氮原子排列构成，最常见的是纤锌矿晶体结构。纤锌矿晶体结构（如下图所示）呈六方形，通过两个晶格常数（图中标记为a 和c）来表征。
gan 晶体结构
在半导体领域，gan 通常是高温下（约为1,100°c）在异质基板（射频应用中为碳化硅[sic]，电源电子应用中为硅[si]）上通过金属有机物化学气相淀积(mocvd) 或分子束外延(mbe) 技术而制成。
gan-on-sic 方法结合了gan 的高功率密度功能与sic 出色的导热性和低射频损耗。这就是gan-on-sic 成为高功率密度射频应用合并选择的原因所在。如今，gan-on-sic 基板的直径可达6 英寸。
gan-on-si 合并的热学性能则低得多，并且具有较高的射频损耗，但成本也低很多。这就是gan-on-si 成为价格敏感型电源电子应用合并选择的原因所在。如今，gan-on-si 基板的直径可达12 英寸。
那么，为何gan在射频应用中优于其他半导体呢？
相比si 和gaas 等其他半导体，gan 是一种相对较新的技术，但它已然成为某些高射频、大功耗应用的技术之选，比如需要长距离或以高端功率水平传输信号的应用（如雷达、基站收发器 [bts]、卫星通信、电子战[ew] 等）。
gan-on-sic在射频应用中脱颖而出，原因如下：
高击穿电场：由于gan 的带隙较大，gan 具有较高的击穿电场，这使得gan 设备的工作电压可远远高于其他半导体设备。当受到足够高的电场作用时,半导体中的电子能够获得足够动能来打破化学键（这一过程被称为碰撞电离或电压击穿）。如果碰撞电离未得到控制，则可能会降低器件性能。由于gan 器件可以在较高电压下工作，因此可用于较高功率的应用。
高饱和速度：gan 上的电子具有很高的饱和速度（在极高电场下的电子速度）。当结合大电荷能力时，这意味着gan 器件能够提供高得多的电流密度。
射频功率输出是电压与电流摆幅的乘积，所以，电压越高，电流密度越大，则实际尺寸的晶体管中产生的射频功率就越大。简言之，gan 器件产生的功率密度要高得多。
出色的热属性：gan-on-sic 器件表现出不同一般的热属性，这主要因为sic 的高导热性。具体而言，这意味着在消耗功率相同的情况下，gan-on-sic 器件的温度不会变得像gaas 器件或si 器件那样高。器件温度越低才越可靠。
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高饱和速度：gan 上的电子具有很高的饱和速度（在极高电场下的电子速度）。当结合大电荷能力时，这意味着gan 器件能够提供高得多的电流密度。
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出色的热属性：gan-on-sic 器件表现出不同一般的热属性，这主要因为sic 的高导热性。具体而言，这意味着在消耗功率相同的情况下，gan-on-sic 器件的温度不会变得像gaas 器件或si 器件那样高。器件温度越低才越可靠。
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