Die derde generasie halfgeleiers, verteenwoordig deur galliumnitried (GaN) en silikonkarbied (SiC), is vinnig ontwikkel weens hul uitstekende eienskappe. Hoe om die parameters en kenmerke van hierdie toestelle akkuraat te meet om hul potensiaal te benut en hul doeltreffendheid en betroubaarheid te optimaliseer, vereis egter hoë-presisie meettoerusting en professionele metodes.
Die nuwe generasie breëbandgaping (WBG) materiale wat deur silikonkarbied (SiC) en galliumnitried (GaN) verteenwoordig word, word al hoe meer algemeen gebruik. Elektries is hierdie stowwe nader aan isolators as silikon en ander tipiese halfgeleiermateriale. Hierdie stowwe is ontwerp om die beperkings van silikon te oorkom omdat dit 'n nou bandgaping materiaal is en dus swak lekkasie van elektriese geleidingsvermoë veroorsaak, wat meer uitgesproke word soos temperatuur, spanning of frekwensie toeneem. Die logiese limiet vir hierdie lekkasie is onbeheerde geleidingsvermoë, gelykstaande aan 'n halfgeleier-bedryfsfout.
Van hierdie twee breëbandgapingmateriale is GaN hoofsaaklik geskik vir lae- en mediumkragimplementeringskemas, rondom 1 kV en onder 100 A. Een beduidende groeigebied vir GaN is die gebruik daarvan in LED-beligting, maar groei ook in ander laekraggebruike soos motor- en RF-kommunikasie. Daarteenoor is die tegnologieë rondom SiC beter ontwikkel as GaN en is beter geskik vir toepassings met hoër krag soos elektriese voertuig vastrap-omskakelaars, kragoordrag, groot HVAC-toerusting en industriële stelsels.
SiC-toestelle is in staat om teen hoër spannings, hoër skakelfrekwensies en hoër temperature as Si MOSFET's te werk. Onder hierdie toestande het SiC hoër werkverrigting, doeltreffendheid, kragdigtheid en betroubaarheid. Hierdie voordele help ontwerpers om die grootte, gewig en koste van kragomsetters te verminder om dit meer mededingend te maak, veral in winsgewende marksegmente soos lugvaart, militêre en elektriese voertuie.
SiC MOSFET's speel 'n deurslaggewende rol in die ontwikkeling van volgende generasie kragomskakelingstoestelle vanweë hul vermoë om groter energiedoeltreffendheid te bereik in ontwerpe wat op kleiner komponente gebaseer is. Die verskuiwing vereis ook dat ingenieurs sommige van die ontwerp- en toetstegnieke wat tradisioneel gebruik word om kragelektronika te skep, hersien.
Die vraag na streng toetsing neem toe
Om die potensiaal van SiC- en GaN-toestelle ten volle te verwesenlik, word presiese metings tydens skakeloperasie vereis om doeltreffendheid en betroubaarheid te optimaliseer. Toetsprosedures vir SiC- en GaN-halfgeleiertoestelle moet die hoër bedryfsfrekwensies en spannings van hierdie toestelle in ag neem.
Die ontwikkeling van toets- en meetinstrumente, soos arbitrêre funksie-opwekkers (AFG's), ossilloskope, bronmeeteenheid (SMU) instrumente en parameterontleders, help kragontwerpingenieurs om vinniger kragtiger resultate te behaal. Hierdie opgradering van toerusting help hulle om daaglikse uitdagings die hoof te bied. "Die vermindering van skakelverliese bly 'n groot uitdaging vir kragtoerustingingenieurs," sê Jonathan Tucker, hoof van kragvoorsieningbemarking by Teck/Gishili. Hierdie ontwerpe moet streng gemeet word om konsekwentheid te verseker. Een van die sleutelmetingstegnieke word die dubbelpulstoets (DPT) genoem, wat die standaardmetode is om die skakelparameters van MOSFET's of IGBT-kragtoestelle te meet.
Opstelling om SiC halfgeleier dubbele pols toets uit te voer sluit in: funksie kragopwekker om MOSFET rooster aan te dryf; Ossilloskoop en analise sagteware vir die meting van VDS en ID. Benewens dubbelpulstoetsing, dit wil sê, bykomend tot stroombaanvlaktoetsing, is daar materiaalvlaktoetsing, komponentvlaktoetsing en stelselvlaktoetsing. Innovasies in toetsinstrumente het ontwerpingenieurs in alle stadiums van die lewensiklus in staat gestel om te werk na kragomskakelingstoestelle wat aan streng ontwerpvereistes koste-effektief kan voldoen.
Om bereid te wees om toerusting te sertifiseer in reaksie op regulatoriese veranderinge en nuwe tegnologiese behoeftes vir eindgebruikerstoerusting, van kragopwekking tot elektriese voertuie, stel maatskappye wat aan kragelektronika werk, in staat om op waardetoegevoegde innovasie te fokus en die grondslag vir toekomstige groei te lê.
Postyd: 27 Maart 2023