Третата генерација на полупроводници, претставени со галиум нитрид (GaN) и силициум карбид (SiC), се брзо развиени поради нивните одлични својства. Меѓутоа, како точно да се измерат параметрите и карактеристиките на овие уреди со цел да се искористи нивниот потенцијал и да се оптимизира нивната ефикасност и доверливост бара високопрецизна мерна опрема и професионални методи.
Новата генерација на материјали со широк опсег (WBG) претставена со силициум карбид (SiC) и галиум нитрид (GaN) стануваат се повеќе и повеќе широко користени. Електрично, овие супстанции се поблиску до изолаторите отколку силициумот и другите типични полупроводнички материјали. Овие супстанции се дизајнирани да ги надминат ограничувањата на силициумот бидејќи тој е материјал со тесен појас и затоа предизвикува слабо истекување на електричната спроводливост, што станува поизразено со зголемувањето на температурата, напонот или фреквенцијата. Логичната граница на ова истекување е неконтролираната спроводливост, што е еквивалентно на дефект во работата на полупроводниците.
Од овие два материјали со јаз со широк опсег, GaN е главно погоден за шеми за имплементација со ниска и средна моќност, околу 1 kV и под 100 A. Една значајна област на раст за GaN е неговата употреба во LED осветлување, но исто така расте и во други намени со ниска моќност како што се автомобилските и RF комуникациите. Спротивно на тоа, технологиите кои го опкружуваат SiC се подобро развиени од GaN и се посоодветни за апликации со поголема моќност, како што се инвертери за влечење на електрични возила, пренос на енергија, голема опрема за HVAC и индустриски системи.
SiC уредите се способни да работат на повисоки напони, повисоки фреквенции на префрлување и повисоки температури од Si MOSFET. Под овие услови, SiC има повисоки перформанси, ефикасност, густина на моќност и доверливост. Овие предности им помагаат на дизајнерите да ја намалат големината, тежината и цената на енергетските конвертори за да ги направат поконкурентни, особено во профитабилните сегменти на пазарот како што се авијацијата, воените и електричните возила.
SiC MOSFET-овите играат клучна улога во развојот на уредите за конверзија на енергија од следната генерација поради нивната способност да постигнат поголема енергетска ефикасност во дизајните базирани на помали компоненти. Промената, исто така, бара од инженерите повторно да разгледаат некои од техниките за дизајн и тестирање што традиционално се користат за создавање на енергетска електроника.
Побарувачката за ригорозни тестирања расте
За целосно да се реализира потенцијалот на уредите SiC и GaN, потребни се прецизни мерења за време на работата на префрлување за да се оптимизира ефикасноста и доверливоста. Процедурите за тестирање за полупроводнички уреди SiC и GaN мора да ги земат предвид повисоките работни фреквенции и напони на овие уреди.
Развојот на алатки за тестирање и мерење, како што се генератори на произволни функции (AFGs), осцилоскопи, инструменти за мерна единица на изворот (SMU) и анализатори на параметри, им помага на инженерите за дизајн на моќност да постигнат помоќни резултати побрзо. Оваа надградба на опремата им помага да се справат со секојдневните предизвици. „Минимизирањето на загубите при префрлување останува главен предизвик за инженерите за енергетска опрема“, рече Џонатан Такер, раководител на маркетинг на напојување во Teck/Gishili. Овие дизајни мора ригорозно да се мерат за да се обезбеди конзистентност. Една од клучните мерни техники се нарекува тест со двоен импулс (DPT), кој е стандарден метод за мерење на преклопните параметри на MOSFET или IGBT уреди за напојување.
Поставувањето за извршување на тест со двоен импулс на полупроводнички SiC вклучува: генератор на функции за погон на мрежата MOSFET; Осцилоскоп и софтвер за анализа за мерење VDS и ID. Покрај тестирањето со двоен импулс, односно, покрај тестирањето на нивото на колото, има и тестирање на нивото на материјалот, тестирање на ниво на компоненти и тестирање на ниво на системот. Иновациите во алатките за тестирање им овозможија на дизајнерските инженери во сите фази од животниот циклус да работат на уреди за конверзија на енергија што можат економично да ги исполнат строгите барања за дизајн.
Подготвеноста за сертифицирање на опремата како одговор на регулаторните промени и новите технолошки потреби за опрема за крајни корисници, од производство на електрична енергија до електрични возила, им овозможува на компаниите кои работат на електроника за електрична енергија да се фокусираат на иновации со додадена вредност и да ја постават основата за идниот раст.
Време на објавување: Мар-27-2023