Trešās paaudzes pusvadītāji, ko pārstāv gallija nitrīds (GaN) un silīcija karbīds (SiC), ir strauji izstrādāti to lielisko īpašību dēļ. Tomēr, lai precīzi izmērītu šo ierīču parametrus un raksturlielumus, lai izmantotu to potenciālu un optimizētu to efektivitāti un uzticamību, ir nepieciešams augstas precizitātes mērīšanas aprīkojums un profesionālas metodes.
Arvien plašāk tiek izmantoti jaunās paaudzes platjoslas spraugas (WBG) materiāli, ko pārstāv silīcija karbīds (SiC) un gallija nitrīds (GaN). Elektriski šīs vielas ir tuvāk izolatoriem nekā silīcijs un citi tipiski pusvadītāju materiāli. Šīs vielas ir paredzētas, lai pārvarētu silīcija ierobežojumus, jo tas ir materiāls ar šauru joslu un tāpēc izraisa sliktu elektriskās vadītspējas noplūdi, kas kļūst izteiktāka, palielinoties temperatūrai, spriegumam vai frekvencei. Šīs noplūdes loģiskā robeža ir nekontrolēta vadītspēja, kas ir līdzvērtīga pusvadītāju darbības kļūmei.
No šiem diviem platjoslas spraugas materiāliem GaN galvenokārt ir piemērots mazas un vidējas jaudas ieviešanas shēmām, aptuveni 1 kV un zem 100 A. Viena nozīmīga GaN izaugsmes joma ir tā izmantošana LED apgaismojumā, kā arī pieaugšana citos mazjaudas lietojumos. piemēram, automobiļu un RF sakari. Turpretim ar SiC saistītās tehnoloģijas ir labāk attīstītas nekā GaN un ir labāk piemērotas lielākas jaudas lietojumiem, piemēram, elektrisko transportlīdzekļu vilces pārveidotājiem, jaudas pārvadei, lielām HVAC iekārtām un rūpnieciskajām sistēmām.
SiC ierīces spēj darboties ar augstāku spriegumu, augstāku komutācijas frekvenci un augstāku temperatūru nekā Si MOSFET. Šādos apstākļos SiC ir augstāka veiktspēja, efektivitāte, jaudas blīvums un uzticamība. Šīs priekšrocības palīdz dizaineriem samazināt strāvas pārveidotāju izmēru, svaru un izmaksas, lai padarītu tos konkurētspējīgākus, īpaši ienesīgos tirgus segmentos, piemēram, aviācijā, militārajos un elektriskajos transportlīdzekļos.
SiC MOSFET ir izšķiroša nozīme nākamās paaudzes jaudas pārveidošanas ierīču izstrādē, jo tās spēj sasniegt lielāku energoefektivitāti konstrukcijās, kuru pamatā ir mazāki komponenti. Pārmaiņa prasa arī inženieriem pārskatīt dažas no projektēšanas un testēšanas metodēm, ko tradicionāli izmanto jaudas elektronikas radīšanai.
Pieaug pieprasījums pēc stingras pārbaudes
Lai pilnībā realizētu SiC un GaN ierīču potenciālu, pārslēgšanas darbības laikā ir nepieciešami precīzi mērījumi, lai optimizētu efektivitāti un uzticamību. SiC un GaN pusvadītāju ierīču testēšanas procedūrās jāņem vērā šo ierīču augstākās darbības frekvences un spriegumi.
Testēšanas un mērīšanas rīku, piemēram, patvaļīgu funkciju ģeneratoru (AFG), osciloskopu, avota mērvienības (SMU) instrumentu un parametru analizatoru izstrāde palīdz enerģijas projektēšanas inženieriem ātrāk sasniegt jaudīgākus rezultātus. Šī aprīkojuma uzlabošana palīdz viņiem tikt galā ar ikdienas problēmām. "Ieslēgšanas zudumu samazināšana joprojām ir liels izaicinājums energoiekārtu inženieriem," sacīja Džonatans Takers, Teck/Gishili barošanas avota mārketinga vadītājs. Šie dizaini ir stingri jāmēra, lai nodrošinātu konsekvenci. Viena no galvenajām mērīšanas metodēm tiek saukta par dubultā impulsa testu (DPT), kas ir standarta metode MOSFET vai IGBT barošanas ierīču komutācijas parametru mērīšanai.
Iestatījumā, lai veiktu SiC pusvadītāju dubultimpulsu pārbaudi, ietilpst: funkciju ģenerators MOSFET tīkla vadīšanai; Osciloskops un analīzes programmatūra VDS un ID mērīšanai. Papildus dubultā impulsa testēšanai, tas ir, papildus ķēdes līmeņa pārbaudei, ir arī materiāla līmeņa pārbaude, komponentu līmeņa pārbaude un sistēmas līmeņa pārbaude. Testēšanas rīku inovācijas ir ļāvušas projektēšanas inženieriem visos dzīves cikla posmos strādāt pie jaudas pārveidošanas ierīcēm, kas var rentabli atbilst stingrām dizaina prasībām.
Sagatavošanās sertificēt aprīkojumu, reaģējot uz izmaiņām normatīvajos aktos un jaunām tehnoloģiskajām vajadzībām galalietotāju iekārtām, sākot no elektroenerģijas ražošanas līdz elektriskajiem transportlīdzekļiem, ļauj uzņēmumiem, kas strādā ar spēka elektroniku, koncentrēties uz inovācijām ar pievienoto vērtību un likt pamatus turpmākai izaugsmei.
Izlikšanas laiks: 27-2023. marts