Трэцяе пакаленне паўправаднікоў, прадстаўленае нітрыдам галію (GaN) і карбідам крэмнія (SiC), было хутка распрацавана дзякуючы іх выдатным уласцівасцям. Аднак тое, як дакладна вымераць параметры і характарыстыкі гэтых прылад, каб выкарыстоўваць іх патэнцыял і аптымізаваць іх эфектыўнасць і надзейнасць, патрабуе высокадакладнага вымяральнага абсталявання і прафесійных метадаў.
Новае пакаленне шыроказонных матэрыялаў (WBG), прадстаўленых карбідам крэмнію (SiC) і нітрыдам галію (GaN), набывае ўсё большае прымяненне. Электрычна гэтыя рэчывы бліжэй да ізалятараў, чым крэмній і іншыя тыповыя паўправадніковыя матэрыялы. Гэтыя рэчывы распрацаваны, каб пераадолець абмежаванні крэмнію, таму што ён з'яўляецца вузказонным матэрыялам і, такім чынам, выклікае дрэнную ўцечку электраправоднасці, якая становіцца больш выяўленай па меры павышэння тэмпературы, напружання або частаты. Лагічным абмежаваннем гэтай уцечкі з'яўляецца некантралюемая праводнасць, эквівалентная збою ў працы паўправадніка.
З гэтых двух матэрыялаў з шырокай паласой забароненай зоны GaN у асноўным падыходзіць для схем нізкай і сярэдняй магутнасці, каля 1 кВ і ніжэй за 100 А. Адной з значных абласцей росту GaN з'яўляецца яго выкарыстанне ў святлодыёдным асвятленні, але таксама расце і ў іншых сферах выкарыстання нізкай магутнасці. такіх як аўтамабільная і радыёчастотная сувязь. Наадварот, тэхналогіі, звязаныя з SiC, больш развіты, чым GaN, і лепш падыходзяць для прыкладанняў з большай магутнасцю, такіх як цягавыя інвертары для электрамабіляў, электраперадачы, буйнагабарытнага абсталявання HVAC і прамысловых сістэм.
Прылады SiC здольныя працаваць пры больш высокіх напружаннях, больш высокіх частотах пераключэння і больш высокіх тэмпературах, чым Si MOSFET. У гэтых умовах SiC мае больш высокую прадукцыйнасць, эфектыўнасць, шчыльнасць магутнасці і надзейнасць. Гэтыя перавагі дапамагаюць дызайнерам паменшыць памер, вагу і кошт пераўтваральнікаў энергіі, каб зрабіць іх больш канкурэнтаздольнымі, асабліва ў прыбытковых сегментах рынку, такіх як авіяцыя, ваенныя і электрамабілі.
SiC MOSFET гуляюць вырашальную ролю ў распрацоўцы прылад пераўтварэння энергіі наступнага пакалення з-за іх здольнасці дасягаць большай энергаэфектыўнасці ў канструкцыях, заснаваных на меншых кампанентах. Зрух таксама патрабуе ад інжынераў перагледзець некаторыя метады праектавання і тэсціравання, якія традыцыйна выкарыстоўваюцца для стварэння сілавы электронікі.
Попыт на дбайнае тэсціраванне расце
Каб у поўнай меры рэалізаваць патэнцыял прылад з карбіду карбіду і галлію, патрабуюцца дакладныя вымярэнні падчас пераключэння для аптымізацыі эфектыўнасці і надзейнасці. Працэдуры тэсціравання паўправадніковых прыбораў з SiC і GaN павінны ўлічваць больш высокія працоўныя частоты і напружання гэтых прылад.
Распрацоўка інструментаў тэсціравання і вымярэння, такіх як генератары адвольных функцый (AFG), асцылографы, прыборы вымяральных блокаў крыніцы (SMU) і аналізатары параметраў, дапамагае інжынерам-праекціроўшчыкам электраэнергіі хутчэй дасягнуць больш магутных вынікаў. Гэтая мадэрнізацыя абсталявання дапамагае ім спраўляцца са штодзённымі праблемамі. «Мінімізацыя страт пры пераключэнні застаецца галоўнай праблемай для інжынераў энергетычнага абсталявання», - сказаў Джонатан Такер, кіраўнік аддзела маркетынгу блокаў харчавання Teck/Gishili. Гэтыя канструкцыі павінны быць строга вымераныя для забеспячэння паслядоўнасці. Адзін з ключавых метадаў вымярэння называецца падвойным імпульсным тэстам (DPT), які з'яўляецца стандартным метадам для вымярэння параметраў пераключэння MOSFET або IGBT прылад харчавання.
Ўстаноўка для выканання падвойнага імпульснага тэсту паўправаднікоў SiC уключае: функцыянальны генератар для кіравання сеткай MOSFET; Асцылограф і праграмнае забеспячэнне для аналізу для вымярэння VDS і ID. У дадатак да тэсціравання падвойным імпульсам, гэта значыць у дадатак да тэсціравання на ўзроўні схемы, існуе тэставанне ўзроўню матэрыялу, тэставанне ўзроўню кампанентаў і тэставанне ўзроўню сістэмы. Інавацыі ў інструментах тэсціравання дазволілі інжынерам-канструктарам на ўсіх этапах жыццёвага цыкла працаваць над прыладамі пераўтварэння энергіі, якія могуць адпавядаць строгім патрабаванням праектавання з эканамічнай эфектыўнасцю.
Гатоўнасць да сертыфікацыі абсталявання ў адказ на змены ў нарматыўных актах і новыя тэхналагічныя патрэбы ў абсталяванні канечных карыстальнікаў, ад вытворчасці электраэнергіі да электрамабіляў, дазваляе кампаніям, якія працуюць у галіне сілавой электронікі, засяродзіцца на інавацыях з дабаўленай вартасцю і закласці аснову для будучага росту.
Час публікацыі: 27 сакавіка 2023 г