ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಸಾಧನಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಟ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲು ಈ ಸಾಧನಗಳ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯುವುದು, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿಖರವಾದ ಅಳತೆ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ವೃತ್ತಿಪರ ವಿಧಾನಗಳ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.
ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ನೈಟ್ರೈಡ್ (GaN) ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಹೊಸ ಪೀಳಿಗೆಯ ವೈಡ್ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಗ್ಯಾಪ್ (WBG) ವಸ್ತುಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನವಾಗಿ, ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಶಿಷ್ಟ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಅವಾಹಕಗಳಿಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿವೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ನ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಕಿರಿದಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್-ಗ್ಯಾಪ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯ ಕಳಪೆ ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ತಾಪಮಾನ, ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅಥವಾ ಆವರ್ತನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸೋರಿಕೆಗೆ ತಾರ್ಕಿಕ ಮಿತಿಯು ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ವಾಹಕತೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಅರೆವಾಹಕ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಈ ಎರಡು ವಿಶಾಲವಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಗ್ಯಾಪ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ, GaN ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಅನುಷ್ಠಾನ ಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಸುಮಾರು 1 kV ಮತ್ತು 100 A ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ. GaN ಗಾಗಿ ಒಂದು ಗಮನಾರ್ಹ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರದೇಶವು LED ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ಅದರ ಬಳಕೆಯಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಇತರ ಕಡಿಮೆ-ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಮತ್ತು RF ಸಂವಹನಗಳು. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, SiC ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು GaN ಗಿಂತ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಂಡಿವೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವೆಹಿಕಲ್ ಟ್ರಾಕ್ಷನ್ ಇನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳು, ಪವರ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್, ದೊಡ್ಡ HVAC ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
Si MOSFET ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಆವರ್ತನಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು SiC ಸಾಧನಗಳು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, SiC ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ, ದಕ್ಷತೆ, ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಅನುಕೂಲಗಳು ವಿನ್ಯಾಸಕಾರರಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತಕಗಳ ಗಾತ್ರ, ತೂಕ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಿಮಾನಯಾನ, ಮಿಲಿಟರಿ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳಂತಹ ಲಾಭದಾಯಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾಗಿಸಲು.
SiC MOSFET ಗಳು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರಿವರ್ತನಾ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಸಣ್ಣ ಘಟಕಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ. ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ರಚಿಸಲು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಕೆಲವು ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಪರೀಕ್ಷಾ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮರುಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ಶಿಫ್ಟ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
ಕಠಿಣ ಪರೀಕ್ಷೆಗೆ ಬೇಡಿಕೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿದೆ
SiC ಮತ್ತು GaN ಸಾಧನಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲು, ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾದ ಅಳತೆಗಳು ಅಗತ್ಯವಿದೆ. SiC ಮತ್ತು GaN ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಪರೀಕ್ಷಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಈ ಸಾಧನಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಆವರ್ತನಗಳು ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು.
ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಫಂಕ್ಷನ್ ಜನರೇಟರ್‌ಗಳು (AFGs), ಆಸಿಲ್ಲೋಸ್ಕೋಪ್‌ಗಳು, ಮೂಲ ಮಾಪನ ಘಟಕ (SMU) ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ವಿಶ್ಲೇಷಕಗಳಂತಹ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ಮಾಪನ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಪವರ್ ವಿನ್ಯಾಸ ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಸಾಧಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ. ಸಲಕರಣೆಗಳ ಈ ನವೀಕರಣವು ದೈನಂದಿನ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಅವರಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತಿದೆ. "ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ವಿದ್ಯುತ್ ಉಪಕರಣಗಳ ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ" ಎಂದು ಟೆಕ್ / ಗಿಶಿಲಿಯಲ್ಲಿನ ಪವರ್ ಸಪ್ಲೈ ಮಾರ್ಕೆಟಿಂಗ್‌ನ ಮುಖ್ಯಸ್ಥ ಜೋನಾಥನ್ ಟಕರ್ ಹೇಳಿದರು. ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಈ ವಿನ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ಅಳೆಯಬೇಕು. ಪ್ರಮುಖ ಮಾಪನ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಡಬಲ್ ಪಲ್ಸ್ ಟೆಸ್ಟ್ (DPT) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು MOSFET ಗಳು ಅಥವಾ IGBT ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
SiC ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಡಬಲ್ ಪಲ್ಸ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸೆಟಪ್ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: MOSFET ಗ್ರಿಡ್ ಅನ್ನು ಓಡಿಸಲು ಫಂಕ್ಷನ್ ಜನರೇಟರ್; VDS ಮತ್ತು ID ಅನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಆಸಿಲ್ಲೋಸ್ಕೋಪ್ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್. ಡಬಲ್-ಪಲ್ಸ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಜೊತೆಗೆ, ಅಂದರೆ, ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮಟ್ಟದ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಜೊತೆಗೆ, ವಸ್ತು ಮಟ್ಟದ ಪರೀಕ್ಷೆ, ಘಟಕ ಮಟ್ಟದ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಮಟ್ಟದ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿವೆ. ಪರೀಕ್ಷಾ ಪರಿಕರಗಳಲ್ಲಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳು ಜೀವನಚಕ್ರದ ಎಲ್ಲಾ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ವಿನ್ಯಾಸ ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ವಿನ್ಯಾಸದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಪೂರೈಸುವ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಾಧನಗಳ ಕಡೆಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿವೆ.
ನಿಯಂತ್ರಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಲು ಸಿದ್ಧರಾಗಿರುವುದು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ-ಬಳಕೆದಾರ ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಗತ್ಯತೆಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳವರೆಗೆ, ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಕಂಪನಿಗಳು ಮೌಲ್ಯವರ್ಧಿತ ನಾವೀನ್ಯತೆಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸಲು ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅಡಿಪಾಯ ಹಾಕಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಮಾರ್ಚ್-27-2023