宽禁带材料用于电力电子：现在和未来

电力电子器件是半导体领域中一个未被重视的部分。 电力电子器件和系统对几乎所有依靠电力运行的设备的运行都至关重要。

电力电子器件是用于控制和调整提供给终端电路的电力的半导体器件。 这些器件一般与电阻、电感和电容等无源元件相连，以完成电源转换。 例如，这些系统将来自电网的交流电转换为直流电压，在直流电压之间进行转换，并运行电动机（直流到交流转换）。

近几十年来，电力电子技术的持续改进提高了每个电力终端设备的能效。 此外，电力电子技术对实现节能和减碳技术至关重要，如LED照明、太阳能发电和电动车。

多年来，使能效惊人增长的是新的硅半导体器件、转换器拓扑结构和控制技术的创新。 电力电子的下一场革命现在正在进行中：新材料。

这些半导体，碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），被称为宽禁带（WBG）材料。 顾名思义，它们的电子带隙比传统的硅要宽。 因此，用WBG材料设计的电力电子开关比当前的主力器件IGBT和MOSFET具有更低的电阻和更高的开关频率。