什麼是GaN HEMT？
GaN HEMT中的“HEMT”是“High Electron Mobility Transistor”的首字母縮寫，意為“高電子移動率電晶體”。
高電子移動率電晶體是使用了電子移動率高的半導體材料的電晶體，可實現高速開關（高頻工作）。
GaN HEMT的結構
Si MOSFET是垂直結構，而GaN HEMT是橫向結構。
GaN晶體在Si基板上生長，並在其上形成AlGaN（氮化鋁鎵）層。
當在GaN上生長AlGaN薄膜時，由於壓電效應，很多電子聚集在介面處，形成高移動率的二維電子氣（2DEG：2Dimensional Electron Gas） 層。將這一層用作電流路徑。
之所以使用Si基板，是因為它比其他材料更容易實現大口徑，適合大規模生產。
另外，由於GaN和Si的熱膨脹係數差較大，因此晶體生長後降溫時會產生較大的應力，可能會導致基板破裂。
為了緩和這種應力而設置了緩衝層。
開關損耗
與Si MOSFET相比，GaN HEMT的開關損耗顯著降低。
使用GaN HEMT可以大幅降低開關損耗，從而能夠進一步提高電源系統的效率。
與Si MOSFET相比，
GaN HEMT可大幅降低開關損耗
其他特性比較
下表中對Si SJ（Super Junction）MOSFET、SiC MOSFET和GaN HEMT等功率元件的一般特性（650V電壓級）進行了比較。
從表中可以看出，在適用GaN HEMT的中等耐壓、中等功率範圍，其開關特性優勢顯著。
| Si SJ MOSFET | SiC MOSFET | GaN HEMT | |
|---|---|---|---|
| 耐壓 | 650V | 650V | 650V |
| 支援大電流 | 〇 | 〇 | △ |
| 高速開關特性 | △ | 〇 | ◎ |
| Ron・Qg*1 | 1*2 | 0.63 | 0.1 |
| 開關速度 | 1*2 | 2 | 10 |
| Qrr*3 | 0.73μC | 0.25μC | 0nC |
*1：表示開關性能的指數。該值越小，開關性能越好。
*2：設Si SJ MOSFET的Ron･Qg和開關速度為1。
*3：GaN HEMT是汲-源之間沒有寄生PN結，因此反向導通時的反向恢復電荷為“0”。
