在新一代電力電子技術領域，氮化鎵（GaN）技術因其出色的抗輻射能力和卓越的電氣性能，已成為太空任務的革命性突破的關鍵。氮化鎵 (GaN) 技術已成為天基系統(tǒng)的游戲規(guī)則改變者，與傳統(tǒng)硅 MOSFET 相比，它具有卓越的耐輻射能力和無與倫比的電氣性能。

GaN的輻射抵抗力

太空是一個充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境，半導體器件可能會遭受伽馬輻射、中子輻射和重離子轟擊等多種形式的輻射。高能粒子可以通過三種方式對半導體造成損壞：在非導電層中造成陷阱，對晶體造成物理損壞（位移），以及產(chǎn)生電子空穴對云，導致器件瞬間導電并可能燃燒 過程中出來的。

相比傳統(tǒng)的硅MOSFET，GaN器件展現(xiàn)出了卓越的輻射耐受性。特別地，GaN器件能夠抵抗能量粒子造成的損傷，在增強型 GaN (eGaN) 器件中，高能粒子無法產(chǎn)生瞬時短路條件，無法生成移動空穴電子對。GaN的這些特性使其在太空極端環(huán)境中保持穩(wěn)定性和高性能。

GaN在太空任務中的應用轉(zhuǎn)變

GaN技術的優(yōu)勢不僅限于其抗輻射能力。在太空任務中，GaN基DC-DC轉(zhuǎn)換器、激光雷達系統(tǒng)、反應輪以及離子推進器等關鍵系統(tǒng)中的應用，展現(xiàn)了GaN技術的廣泛潛力。例如，GaN基DC-DC轉(zhuǎn)換器在太空電源供應中提供高達96%的峰值效率，明顯優(yōu)于硅基方案。這種高效率意味著在太空任務中能實現(xiàn)更高的能源效率。GaN 技術的成本節(jié)約潛力也是巨大的。較小的電源轉(zhuǎn)換器可優(yōu)化空間利用率，從而節(jié)省衛(wèi)星有效載荷的成本。GaN 實現(xiàn)的效率提高意味著功耗降低和任務壽命更長。GaN 在惡劣環(huán)境中的穩(wěn)健性還可以最大限度地減少組件故障和更換，通過減少太空任務產(chǎn)生的電子廢物來促進可持續(xù)發(fā)展。

輻射硬化GaN晶體管

輻射硬化GaN晶體管系列，專為輻射硬度設計，每個晶圓在出貨前均經(jīng)過輻射樣本測試。這些GaN晶體管具有超低的導通電阻和高電流能力，為衛(wèi)星電源供應、機器人電機驅(qū)動、儀器儀表、反應輪和深空探測器提供了成本效益高、效率高、關鍵部件的優(yōu)越性能。自2017年以來，EPC Space的GaN器件已在近地軌道和地球同步軌道上部署超過130,000個，證明了GaN電力電子技術在太空中可靠性。

GaN技術為太空工業(yè)帶來了電力電子的新時代。其對輻射的強大抵抗力、卓越的電氣性能、節(jié)約成本的機會以及可持續(xù)性，使其成為太空任務的首選技術。隨著太空探索的不斷深入，GaN技術在實現(xiàn)更小、更輕、更高效的太空電力系統(tǒng)方面的作用將變得越來越重要。