GaN是一種寬禁帶材料。因此，它的帶隙（電子從價帶移動到導帶所需的能量）比硅寬得多：約3.4eV對1.12 eV。GaN HE MT增強的電子遷移率與更快的開關速度有關，因為通常積聚在結處的電荷可能消散得更快。
由于其較短的上升時間、較低的漏極-源極導通電阻（RDS（on））值以及較小的柵極和輸出電容，GaN可以實現較低的開關損耗，并且可以以比硅高10倍的性能工作。在開關頻率下工作。能夠在高開關頻率下工作，從而實現了更小的占地面積、重量和體積，并消除了對電感器和變壓器等笨重元件的需求。隨著開關頻率的提高，GaN HE MT的開關損耗將保持遠低于硅MOSFET或IGBT的水平，且開關頻率越高，這種差異越明顯。

綜上所述，GaN器件在很多方面都優于傳統的硅基功率器件。這些優點包括：
1. GaN的擊穿電場是硅的10倍以上（3.3MV/cm vs. 0.3MV/cm），從而允許GaN基功率器件在被損壞之前支持10倍以上的電壓。
2. 在相同的電壓值下工作，GaN器件的溫度較低，產生的熱量較少。因此，它們可以在比硅更高的溫度下工作（高達225°C及以上），這是由其較低的結溫（150°C至175°C）的限制。
3. 由于其固有的結構，GaN可以在比硅更高的頻率下開關，并提供更低的RDS（on）和優異的反向恢復能力。這反過來又導致高效率，同時減少開關損耗和功率損耗。
4. 作為HEMT，GaN器件具有比硅器件更高的電場強度，允許GaN器件具有更小的管芯尺寸和更小的占地面積。

氮化鎵

氮化鎵和碳化硅
碳化硅（SiC）器件由于其節能、縮小尺寸、集成解決方案和可靠性等特性，在電機控制和功率控制應用中的使用是一個重大突破。除此之外，現在還可以為逆變器電路中連接的電機采用最佳開關頻率，這對電機設計具有重要意義。
在必須使用主動冷卻來調節半導體損耗以實現高性能和可靠性的解決方案中，將損耗降低高達80%可能是一個顛覆性的改變。KeepTops生產的SDS120J020G3基于SiC就是一個例子。這種組合可在伺服驅動器等高密度電機驅動器中實現無源冷卻，使機器人和自動化行業能夠創建免維護、無風扇的電機變頻器。自動化領域的無風扇解決方案開辟了新的設計可能性，因為它們節省了維護和材料方面的資金和時間。由此產生的小系統尺寸使其適合在機械臂中集成驅動器。
與具有類似額定值的IGBT相比，根據為CoolSiC選擇的功率類型，可以在相同的外形尺寸下實現更高的電流，同時仍然顯著低于具有SiC MOSFET（~40~60K）（105K）恒定結溫的IGBT。對于給定的器件尺寸，使用SiC MOSFET無需風扇也可以驅動更高的電流。

從我們在家里和廚房使用的電氣設備到我們駕駛的汽車（包括汽油動力、混合動力和全電動汽車）以及制造智能手機的工廠，電動機幾乎存在于現代文明的方方面面。雖然有些電機是非常簡單的，有些是非常復雜的，他們都有一個共同點，他們都需要控制。
其他電機應用，如當今工業工廠中的電機，需要復雜的電機控制來提供高精度、高速的電機控制活動。在直流電機和電池供電電機應用中，傳統的硅MOSFET和低PWM變頻器正在被淘汰，取而代之的是基于GaN的高PWM變頻器。優點包括提高系統效率和消除大型無源元件，即電解電容器和輸入電感器。

審核編輯 黃宇