Kolmas põlvkond pooljuhte, mida esindavad galliumnitriid (GaN) ja ränikarbiid (SiC), on nende suurepäraste omaduste tõttu kiiresti arendatud. Kuid kuidas nende seadmete parameetreid ja omadusi täpselt mõõta, et kasutada ära nende potentsiaali ning optimeerida nende tõhusust ja töökindlust, on vaja ülitäpse mõõteseadmeid ja professionaalseid meetodeid.
Üha laiemalt kasutatakse uut põlvkonda lairibavahelisi (WBG) materjale, mida esindavad ränikarbiid (SiC) ja galliumnitriid (GaN). Elektriliselt on need ained isolaatoritele lähemal kui räni ja muud tüüpilised pooljuhtmaterjalid. Need ained on kavandatud ületama räni piiranguid, kuna tegemist on kitsa ribalaiusega materjaliga ja põhjustab seetõttu elektrijuhtivuse halba leket, mis muutub temperatuuri, pinge või sageduse tõustes tugevamaks. Selle lekke loogiline piir on kontrollimatu juhtivus, mis on võrdne pooljuhtide talitlushäirega.
Nendest kahest lairibavahega materjalist sobib GaN peamiselt väikese ja keskmise võimsusega rakendusskeemide jaoks, umbes 1 kV ja alla 100 A. Üks GaN-i oluline kasvuvaldkond on selle kasutamine LED-valgustuses, kuid see kasvab ka muudel väikese võimsusega kasutusaladel. nagu auto- ja raadiosagedusside. Seevastu SiC ümbritsevad tehnoloogiad on paremini arenenud kui GaN ja sobivad paremini suurema võimsusega rakendustele, nagu elektrisõidukite veojõumuundurid, jõuülekanne, suured HVAC-seadmed ja tööstussüsteemid.
SiC-seadmed on võimelised töötama kõrgemal pingel, kõrgemal lülitussagedusel ja kõrgemal temperatuuril kui Si MOSFET-id. Nendes tingimustes on SiC suurem jõudlus, tõhusus, võimsustihedus ja töökindlus. Need eelised aitavad disaineritel vähendada toitemuundurite suurust, kaalu ja kulusid, et muuta need konkurentsivõimelisemaks, eriti tulusates turusegmentides, nagu lennundus, sõjaväe- ja elektrisõidukid.
SiC MOSFET-id mängivad otsustavat rolli järgmise põlvkonna võimsuse muundamise seadmete väljatöötamisel, kuna need suudavad saavutada väiksematel komponentidel põhinevate konstruktsioonide puhul suuremat energiatõhusust. Nihe nõuab ka inseneridelt mõningate jõuelektroonika loomisel traditsiooniliselt kasutatavate projekteerimis- ja testimismeetodite uuesti läbivaatamist.
Nõudlus range testimise järele kasvab
SiC ja GaN seadmete potentsiaali täielikuks realiseerimiseks on tõhususe ja töökindluse optimeerimiseks vaja lülitusoperatsiooni ajal täpseid mõõtmisi. SiC ja GaN pooljuhtseadmete testimisprotseduurid peavad võtma arvesse nende seadmete kõrgemaid töösagedusi ja pingeid.
Testimis- ja mõõtmisriistade, nagu suvaliste funktsioonide generaatorid (AFG), ostsilloskoobid, allika mõõtühiku (SMU) instrumendid ja parameetrianalüsaatorid, arendamine aitab võimsuse projekteerimisinseneridel saavutada kiiremini võimsamaid tulemusi. See seadmete uuendamine aitab neil igapäevaste väljakutsetega toime tulla. "Lülituskadude minimeerimine on jõuseadmete inseneride jaoks endiselt suur väljakutse," ütles Teck/Gishili toiteallika turunduse juht Jonathan Tucker. Neid kujundusi tuleb järjepidevuse tagamiseks rangelt mõõta. Ühte peamist mõõtmistehnikat nimetatakse kahekordse impulsi testiks (DPT), mis on MOSFET-i või IGBT-toiteseadmete lülitusparameetrite mõõtmise standardmeetod.
SiC-pooljuhtide topeltimpulsi testimise seadistus sisaldab: funktsioonigeneraatorit MOSFET-võrgu juhtimiseks; Ostsilloskoop ja analüüsitarkvara VDS ja ID mõõtmiseks. Lisaks topeltimpulsi testimisele, st lisaks vooluahela taseme testimisele, on olemas materjalitaseme testimine, komponentide taseme testimine ja süsteemitaseme testimine. Katsetööriistade uuendused on võimaldanud projekteerimisinseneridel elutsükli kõikides etappides töötada välja võimsuse muundamise seadmed, mis suudavad kulutõhusalt täita rangeid projekteerimisnõudeid.
Valmisolek seadmete sertifitseerimiseks vastavalt regulatiivsetele muudatustele ja lõppkasutajate seadmete uutele tehnoloogilistele vajadustele, alates elektritootmisest kuni elektrisõidukiteni, võimaldab jõuelektroonikaga tegelevatel ettevõtetel keskenduda lisandväärtust loovale innovatsioonile ja panna aluse tulevasele kasvule.
Postitusaeg: 27. märts 2023