충전기에서 많이 보이는 질산갈륨이란 무엇인가요?
요즘 충전기는 대부분 질산갈륨을 이용한 GAN 충전기가 많던데요,
질산갈륨이란 무엇인가요? 안체에 영향을 주거나 질병을 유발하지는 않나요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
질산갈륨은 갈륨과 질산으로 구성된 화합물로서, 일부 충전기에서 사용되는 주요 구성 요소입니다. 이러한 충전기는 GaN기술을 사용하여 높은 효율성과 작은 크기를 제공합니다.
질산갈륨은 일반적으로 안전한 물질로 간주됩니다. 단, 질산갈륨이 직접적으로 인체에 노출되는 경우에는 안전을 고려해야 합니다. 하지만 충전기 내부에서 사용되는 질산갈륨은 폐쇄된 환경에서 작동하며, 일상적인 사용에서는 인체에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
질산갈륨이 질병을 유발하는 것에 대해서는 현재로서는 알려진 바가 없습니다. 그러나 전기 제품 및 화학 물질을 다룰 때는 안전을 위해 적절한 조치를 취해야 합니다. 사용자는 제조업체의 안전 지침을 따르고, 충전기 및 전기 제품을 올바르게 사용해야 합니다.
안녕하세요.
GaN 충전기는 갈륨나이트라이드, 질화갈륨을 기반으로 한 충전기를 말하며, 화학기호이기 때문에 , GaN 으로 쓰는 것이 적합합니다. 인체에 영향을 주거나 하지는 않으며, 기존 실리콘 기반의 반도체를 활용한 충전기에 비해 훨씬 특성이 우수한 것을 경험하실 수 있을 것입니다.
감사합니다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
질산갈륨은 갈륨과 질산의 화합물로, 화학식은 Ga(NO3)3입니다. 갈륨은 녹색을 띠는 금속이고 질산은 노란색 액체입니다. 질산갈륨은 무색의 결정성 고체로 물에 잘 녹습니다. 질산갈륨은 다양한 용도로 사용되는데 그 중 하나가 충전기입니다. 질산갈륨은 높은 전압을 생성할 수 있기 때문에 충전기의 전력 변환 효율을 높이는 데 사용됩니다.
질산갈륨은 안체에 영향을 줄 수 있습니다. 질산갈륨에 노출되면 피부, 눈, 호흡기에 자극을 줄 수 있습니다. 또한, 질산갈륨은 흡입하면 호흡곤란, 폐부종, 폐 손상 등을 일으킬 수 있습니다.
안녕하세요. 손호현 과학전문가입니다.
GaN(Gallium Nitride), 질소와 갈륨의 화합물. LED 업계의 성배로 불리던 청색 LED와 청색 레이저를 만드는 재료.
실리콘 보다 우수한 반도체가 될 수 있는 이유는 전자의 밴드갭이 커서 전자결합 에너지가 크기 때문에 청색이나 자외선 발광도 가능하고 전자 이동도도 높아서 저항이 낮고 실리콘 보다 녹는 점이 높아서 고온에도 안정적으로 반도체 성질을 유지할 수 있기 때문이다.
블루레이 기술도 청색 레이저 다이오드 덕에 가능해졌다. 자외선 영역도 발광할 수 있다. 전자의 이동성이 높아 초고주파용 고성능 트랜지스터도 GaN으로 만드는데 예를 들어 최신 AESA 레이더에 쓰이는 T/R 모듈 같은데 쓰인다. GaN 결정은 종래에 많이 쓰이던 GaAs(갈륨 비소) 소자보다 더 고속 동작이 가능하고 고온의 열에도 강해 더 큰 출력을 낼 수 있다. 다만 아직은 GaN 웨이퍼에 면적당 결정 결함 수가 많아 집적도가 높은 IC 회로를 만드는 데는 한계가 있어 고속 스위칭 소자나 고주파 고출력 소자 제품 중심으로 채택되고 있다. GaN 웨이퍼의 가격이 매우 비싸서 GaN 트랜지스터 등 소자는 레이더 같은 고급 고가 장비에 주로 쓰였지만 대량생산 기술이 점차 발전하며 통신장비 등 일반적 고성능 전자제품에도 점차 이용도가 늘고 있다.
2019년 후반부터는 중국에서 GaN 소자의 대량양산에 성공했고, 기존보다 컴팩트한 전원장치도 나오고 있다. 종래의 스위칭 파워 전원은 주로 금속산화물 전계효과 트랜지스터인 MOSFET 을 스위칭 소자로 썼는데 이를 GaN 소자로 바꾸면 전자 이동 속도가 빨라지고 스위칭 주파수를 대폭 올릴 수 있고 저항도 적어져서 열도 적게 나기 때문에 회로 크기도 줄일 수 있고, 발열이 줄어 변환 효율도 올라가 전체 에너지 소모도 줄일 수 있다. 그래서 GaN 을 이용해 고출력, 고효율이면서도 크기는 40%나 줄이고 USB-PD 충전 규격을 채택한 노트북 및 스마트폰 충전기 제품이 나오고 있다. USB-PD 3.0 규격의 최대 출력인 100W 급 충전기도 나오는 등 고급 충전기 제품으로 빠르게 보급되고 있다. 2020년에는 65W급 GaN 충전기가 3-5만원대에 출시되며 많이 저렴해졌다. 2023년엔 중국 Q사에서 1만중반대의 가격의 GaN 충전기도 출시되었다. 2021년 삼성전자는 65W 출력의 GaN 충전기를 공식 출시했으며, 애플도 자사 노트북의 정품 충전기로 65W GaN 충전기를 채택할 움직임을 보이는 등 고출력 충전기의 메인 스트림으로 정착하고 있다.
