什么是宽禁带半导体？

氮化镓和碳化硅同属于一类被称为宽禁带（wide-bandgap，WBG）半导体材料。价带的最高能量占用状态与导带的最低未占用状态之间的能量差称为带隙，以表示材料的电导率。通俗来讲，带隙所代表的能量差，即让一个半导体从绝缘到导电所需的最低能量。较大的带隙意味着需要更多的能量才能将价电子激发到导带。相反，当价带和导带像金属一样重叠时，电子可以很容易地在两个带之间跳跃，这意味着该材料被归类为导体。

导体、绝缘体和半导体之间的区别可以通过带隙宽度来表示。绝缘体的带隙宽度通常大于5eV；半导体的带隙宽度通常小于5eV；在导体中，价带和导带重叠，使它们的带隙为零。

半导体的带隙，只允许材料的少量价电子进入导带。这种特性使其导电性介于导体和绝缘体之间，这也是半导体材料适合做电路的部分原因，因为它们不会像导体那样引起短路。硅与砷化镓的带隙宽度分别为1.1eV和1.4eV，而碳化硅和氮化镓带隙宽度分别达到3.2eV和3.4eV。宽禁带半导体（2~4eV）制作的功率器件往往能够在高电压、高温和高频率下工作。