氮化铝电阻特性及其在高温电子器件中的应用

氮化铝电阻的物理特性与优势

氮化铝(AlN)作为一种宽禁带半导体材料,因其优异的热导率、高电阻率和良好的化学稳定性,近年来在高温电子器件领域受到广泛关注。其电阻率可高达1012 Ω·cm,远高于传统陶瓷材料如氧化铝(Al₂O₃),使其成为高性能绝缘体的理想选择。

1. 高电阻率带来的电气绝缘优势

氮化铝的高电阻率意味着其在强电场下仍能保持极低的漏电流,这使得它特别适用于高压、高频电路中的绝缘层或基板材料。例如,在功率电子模块中,使用氮化铝作为基板可有效减少能量损耗,提高系统效率。

2. 良好的热管理能力

除了高电阻率,氮化铝还具有约180 W/(m·K)的热导率,接近金属铜的水平,但又具备绝缘性。这种“高导热+高绝缘”的双重特性使其在高功率密度器件中表现卓越,如5G基站射频模块、电动汽车逆变器等。

3. 在极端环境下的稳定性

氮化铝在高温(>600℃)、潮湿及腐蚀性环境中仍能保持稳定的电阻性能,不易发生老化或击穿,因此广泛应用于航空航天、深井探测等严苛工况。

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