गॅलियम नायट्राइड (GaN) आणि सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) द्वारे प्रस्तुत अर्धसंवाहकांची तिसरी पिढी त्यांच्या उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे वेगाने विकसित झाली आहे. तथापि, या उपकरणांचे पॅरामीटर्स आणि वैशिष्ट्ये अचूकपणे कशी मोजायची आणि त्यांची क्षमता आणि त्यांची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी उच्च-अचूक मापन उपकरणे आणि व्यावसायिक पद्धती आवश्यक आहेत.
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) आणि गॅलियम नायट्राइड (GaN) द्वारे प्रस्तुत वाइड बँड गॅप (WBG) सामग्रीची नवीन पिढी अधिकाधिक प्रमाणात वापरली जात आहे. विद्युतदृष्ट्या, हे पदार्थ सिलिकॉन आणि इतर ठराविक सेमीकंडक्टर सामग्रीपेक्षा इन्सुलेटरच्या जवळ असतात. हे पदार्थ सिलिकॉनच्या मर्यादांवर मात करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत कारण ते एक अरुंद बँड-अंतर सामग्री आहे आणि त्यामुळे विद्युत चालकतेची खराब गळती होते, जे तापमान, व्होल्टेज किंवा वारंवारता वाढते म्हणून अधिक स्पष्ट होते. या गळतीची तार्किक मर्यादा ही अनियंत्रित चालकता आहे, जे सेमीकंडक्टर ऑपरेटिंग अपयशाच्या समतुल्य आहे.
या दोन रुंद बँड गॅप मटेरियलपैकी, GaN हे प्रामुख्याने कमी आणि मध्यम उर्जा अंमलबजावणी योजनांसाठी योग्य आहे, सुमारे 1 kV आणि 100 A पेक्षा कमी. GaN साठी एक महत्त्वपूर्ण वाढ क्षेत्र म्हणजे LED लाइटिंगमध्ये त्याचा वापर, परंतु इतर कमी-पॉवर वापरांमध्ये देखील वाढत आहे. जसे की ऑटोमोटिव्ह आणि आरएफ कम्युनिकेशन्स. याउलट, SiC च्या आजूबाजूचे तंत्रज्ञान GaN पेक्षा चांगले विकसित केले आहे आणि इलेक्ट्रिक वाहन ट्रॅक्शन इनव्हर्टर, पॉवर ट्रान्समिशन, मोठे HVAC उपकरणे आणि औद्योगिक प्रणाली यासारख्या उच्च उर्जा अनुप्रयोगांसाठी अधिक अनुकूल आहेत.
SiC उपकरणे उच्च व्होल्टेज, उच्च स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी आणि Si MOSFETs पेक्षा जास्त तापमानात कार्य करण्यास सक्षम आहेत. या परिस्थितीत, SiC मध्ये उच्च कार्यक्षमता, कार्यक्षमता, उर्जा घनता आणि विश्वसनीयता आहे. हे फायदे डिझायनर्सना पॉवर कन्व्हर्टर्सचा आकार, वजन आणि किंमत कमी करण्यास मदत करत आहेत, ज्यामुळे त्यांना अधिक स्पर्धात्मक बनवता येते, विशेषत: किफायतशीर बाजार विभाग जसे की विमानचालन, लष्करी आणि इलेक्ट्रिक वाहने.
SiC MOSFETs पुढील पिढीतील पॉवर कन्व्हर्जन उपकरणांच्या विकासामध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात कारण लहान घटकांवर आधारित डिझाइनमध्ये अधिक ऊर्जा कार्यक्षमता प्राप्त करण्याच्या त्यांच्या क्षमतेमुळे. या शिफ्टमध्ये अभियंत्यांनी पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स तयार करण्यासाठी पारंपारिकपणे वापरल्या जाणाऱ्या काही डिझाइन आणि चाचणी तंत्रांची पुनरावृत्ती करणे आवश्यक आहे.
कठोर चाचणीची मागणी वाढत आहे
SiC आणि GaN डिव्हाइसेसची क्षमता पूर्णपणे ओळखण्यासाठी, कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी स्विचिंग ऑपरेशन दरम्यान अचूक मोजमाप आवश्यक आहे. SiC आणि GaN सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या चाचणी प्रक्रियेत या उपकरणांची उच्च ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी आणि व्होल्टेज विचारात घेणे आवश्यक आहे.
चाचणी आणि मापन साधनांचा विकास, जसे की अनियंत्रित कार्य जनरेटर (AFGs), ऑसिलोस्कोप, स्त्रोत मापन युनिट (SMU) उपकरणे आणि पॅरामीटर विश्लेषक, पॉवर डिझाइन अभियंत्यांना अधिक शक्तिशाली परिणाम अधिक जलद प्राप्त करण्यात मदत करत आहेत. उपकरणांचे हे अपग्रेडिंग त्यांना दैनंदिन आव्हानांचा सामना करण्यास मदत करत आहे. टेक/गिशिली येथील पॉवर सप्लाय मार्केटिंगचे प्रमुख जोनाथन टकर म्हणाले, “स्विचिंग लॉस कमी करणे हे पॉवर इक्विपमेंट इंजिनीअर्ससाठी एक मोठे आव्हान आहे. सुसंगतता सुनिश्चित करण्यासाठी हे डिझाइन कठोरपणे मोजले जाणे आवश्यक आहे. मुख्य मापन तंत्रांपैकी एकाला डबल पल्स टेस्ट (डीपीटी) म्हणतात, जी MOSFETs किंवा IGBT पॉवर डिव्हाइसेसचे स्विचिंग पॅरामीटर्स मोजण्यासाठी मानक पद्धत आहे.
SiC सेमीकंडक्टर डबल पल्स चाचणी करण्यासाठी सेटअपमध्ये हे समाविष्ट आहे: MOSFET ग्रिड चालविण्यासाठी फंक्शन जनरेटर; व्हीडीएस आणि आयडी मोजण्यासाठी ऑसिलोस्कोप आणि विश्लेषण सॉफ्टवेअर. डबल-पल्स टेस्टिंग व्यतिरिक्त, म्हणजेच सर्किट लेव्हल टेस्टिंग व्यतिरिक्त, मटेरियल लेव्हल टेस्टिंग, कॉम्पोनंट लेव्हल टेस्टिंग आणि सिस्टम लेव्हल टेस्टिंग आहेत. चाचणी साधनांमधील नवकल्पनांनी जीवनचक्राच्या सर्व टप्प्यांवर डिझाइन अभियंत्यांना पॉवर रूपांतरण उपकरणांच्या दिशेने कार्य करण्यास सक्षम केले आहे जे कठोर डिझाइन आवश्यकता खर्च-प्रभावीपणे पूर्ण करू शकतात.
वीजनिर्मितीपासून ते इलेक्ट्रिक वाहनांपर्यंत नियामक बदल आणि अंतिम वापरकर्त्याच्या उपकरणांसाठी नवीन तांत्रिक गरजांना प्रतिसाद म्हणून उपकरणे प्रमाणित करण्यासाठी तयार केल्यामुळे, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्सवर काम करणाऱ्या कंपन्यांना मूल्यवर्धित नवकल्पनांवर लक्ष केंद्रित करण्यास आणि भविष्यातील वाढीचा पाया घालण्याची परवानगी मिळते.
पोस्ट वेळ: मार्च-27-2023