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高频软磁材料发展现状及趋势浅析

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  • 更新日期:2021-10-09 09:45
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详细介绍
电子变压器进一步小型化,受制于磁芯体积,减小磁芯体积为目前缩小磁器件尺寸的关键,在电源中,输出功率与工作频率,工作磁场成正比,同时功率损耗会造成电源急剧升温。因此,开发高速低延时通信和智慧社会领域用高频低损耗软磁材料,对于电子元器件的小型化、薄型化有重要的意义。

随着硅基电力电子器件逐渐接近其物理极限值,新型半导体材料发展迅猛。新型半导体材料主要是以砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表的化合物半导体材料和以石墨烯为代表的碳基材料。作为第三代半导体材料的代表,宽禁带材料SiCGaN相对于前两代半导体材料具有可见光波段的发光特性、高击穿场强、更好的大功率特性、更加抗高温和高辐射等优势, 以更大的禁带宽度、电子饱和漂移速度更快为特点,制造出的半导体器件具有优异的光电性能、高速、高频、大功率、耐高温和高辐射等特征,在光电器件、微波器件和电力电子器件具有先天优势

经过多年的发展和政府推广,GaN基的LED已经发展成熟,但作为微波通信器件和电力电子器件,还远远没有广泛被应用。GaN基的微波通信器件具有优于GaAs的高频特性和微波特性,随着未来5G的大面积铺开,GaAS将不能满足这种高频特性需求,GaN将会大规模商用。作为电力电子器件,GaN相对于SiC具有相对低的高频损耗优势,但是还不适合大功率下运行,所以目前GaN只被广泛应用低功率的如白色家电、电动汽车等领域的电源;而SiC功率器件经过多年的发展,SBD器件中的应用技术已经成熟,MOSFET上测试性能突出,IGBT的应用被多家公司大量应用,混合或全SiC功率模块已全面实现商业化。

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