【向寬禁帶演進】：您能跟上寬禁帶測試要求的步伐嗎？
2023-03-15 13:07:18 泰克
碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的新一代寬禁帶(WBG)材料的使用度正變得越來越高。在電氣方面，這些物質比硅和其他典型半導體材料更接近絕緣體。這些物質的采用旨在克服硅的局限性，而這些局限性源自其是一種窄禁帶材料，所以會引發不良的導電性泄漏，且會隨著溫度、電壓或頻率的提高而變得更加明顯。這種泄漏的邏輯極限是不可控的導電率，相當于半導體運行失效。
在這兩種寬禁帶材料中，GaN主要適合中低檔功率實現方案，大約在1 kV和100 A以下。GaN的一個顯著增長領域是它在LED照明中的應用，而且在汽車和射頻通信等其他低功率用途中的應用也在增長。相比之下，圍繞SiC的技術比GaN發展得更好，也更適合于更高功率的應用，如電動汽車牽引逆變器、電力傳輸、大型HVAC設備和工業系統。
與Si MOSFETs相比，SiC器件能夠在更高的電壓、更高的開關頻率和更高的溫度下工作。在這些條件下，SiC具有更高的性能、效率、功率密度和可靠性。這些優勢正幫助設計人員降低功率轉換器的尺寸、重量和成本，使其更具競爭力，特別是在利潤豐厚的細分市場中，比如航空、軍工和電動汽車。
由于SiC MOSFETs能夠在基于更小元器件的設計中實現更高的能效，因此其在下一代功率轉換設備開發中發揮著至關重要的作用。同時，這種轉換還要求工程師重新審視在創建電力電子器件時傳統上一直使用的部分設計和測試技術。
5系MSO示波器上的雙脈沖測試軟件自動測量啟動期間的能量損耗(Eon)和關鍵定時參數。
對嚴格測試的要求不斷增長
為了充分實現SiC和GaN器件的潛力，需要在開關操作期間進行精確測量，以優化效率和可靠性。SiC和GaN半導體器件的測試程序必須考慮到這些器件的更高工作頻率和電壓。
測試測量工具的發展，如任意函數發生器(AFGs)、示波器、源測量單元(SMU)儀器和參數分析儀，正在幫助電源設計工程師更迅速地獲得更強大的結果。這種設備的升級換代，正幫助他們應對日常挑戰。泰克/吉時利電源市場部負責人Jonathan Tucker表示："最大限度地減少開關損耗仍然是電源設備工程師面臨的一個主要挑戰；這些設計必須進行嚴格測量，以確保一致性。其中一項關鍵測量技術稱為雙脈沖測試 (DPT)，這是測量MOSFETs或IGBT功率器件開關參數的標準方法。"
執行SiC半導體雙脈沖測試的設置包括：函數發生器，用來驅動MOSFET柵極；示波器及分析軟件，用來測量VDS和 ID。除雙脈沖測試外，即除了電路級測試外，還有材料級測試、元件級測試和系統級測試都需要進行。測試工具的創新使得處于生命周期各個階段的設計工程師都能朝著電源轉換設備的方向努力，使其能夠經濟高效地滿足嚴格的設計要求。
泰克為成功實現寬禁帶器件提供了多種工具，下面是泰克為滿足當今寬禁帶要求提供的部分工具：
準備好針對監管變化和從發電到電動汽車等終端用戶設備的新技術需求對設備進行認證，使研發電力電子的公司能夠專注于增值創新，為未來發展奠定基礎。
