GaN

고주파·고효율에 강한 화합물 반도체. 충전기와 통신용 전력증폭기 쪽에서 자리를 넓혔다.

실리콘은 내부 전기장이 약해 높은 전압에서 빠르게 스위칭하려 하면 손실이 커지고 발열이 늘어난다. GaN은 밴드갭이 넓어 같은 두께에서 훨씬 높은 전압을 견디고, 전자 이동도가 높은 전자층을 소자 내부에 형성해 저항을 낮추면서도 스위칭 속도를 끌어올릴 수 있다. 이 덕분에 정류·변환 단계에서 열로 날아가는 에너지가 줄어, 크기는 작으면서 출력은 큰 전력 변환기를 만들 수 있다. 실무에서는 스마트폰·노트북용 소형 고속충전기를 열었을 때, 그리고 기지국이나 위성통신 장비의 고주파 전력증폭기 설계에서 GaN 소자를 흔히 마주친다. 다만 GaN이 실리콘을 모든 영역에서 대체하는 것은 아니며, 전력용과 고주파(RF)용은 기판과 소자 구조 자체가 달라 서로 다른 용도로 최적화된다는 점을 혼동하지 않아야 한다.