Трећа генерација полупроводника, представљена галијум нитридом (ГаН) и силицијум карбидом (СиЦ), брзо је развијена због својих одличних својстава. Међутим, како прецизно измерити параметре и карактеристике ових уређаја како би се искористио њихов потенцијал и оптимизовала њихова ефикасност и поузданост захтева високо прецизну мерну опрему и професионалне методе.
Нова генерација материјала са широким појасом (ВБГ) које представљају силицијум карбид (СиЦ) и галијум нитрид (ГаН) све више се користе. Електрично, ове супстанце су ближе изолаторима него силицијум и други типични полупроводнички материјали. Ове супстанце су дизајниране да превазиђу ограничења силицијума јер је материјал уског појаса и стога узрокује слабо цурење електричне проводљивости, које постаје све израженије како се температура, напон или фреквенција повећавају. Логичко ограничење за ово цурење је неконтролисана проводљивост, еквивалентна квару полупроводника.
Од ова два материјала са широким појасом, ГаН је углавном погодан за шеме имплементације мале и средње снаге, око 1 кВ и испод 100 А. Једна значајна област раста за ГаН је његова употреба у ЛЕД осветљењу, али такође расте иу другим употребама мале снаге као што су аутомобилске и РФ комуникације. Насупрот томе, технологије које окружују СиЦ су боље развијене од ГаН и боље су прилагођене апликацијама веће снаге као што су вучни претварачи електричних возила, пренос снаге, велика опрема за климатизацију и климатизацију и индустријски системи.
СиЦ уређаји су способни да раде на вишим напонима, вишим фреквенцијама пребацивања и вишим температурама од Си МОСФЕТ-ова. Под овим условима, СиЦ има веће перформансе, ефикасност, густину снаге и поузданост. Ове предности помажу дизајнерима да смање величину, тежину и цену енергетских претварача како би их учинили конкурентнијим, посебно у уносним тржишним сегментима као што су авијација, војна и електрична возила.
СиЦ МОСФЕТ-ови играју кључну улогу у развоју уређаја за конверзију енергије следеће генерације због њихове способности да постигну већу енергетску ефикасност у дизајну заснованом на мањим компонентама. Промена такође захтева од инжењера да преиспитају неке од техника дизајна и тестирања које се традиционално користе за креирање енергетске електронике.
Потражња за ригорозним тестирањем расте
Да би се у потпуности реализовао потенцијал СиЦ и ГаН уређаја, потребна су прецизна мерења током операције пребацивања ради оптимизације ефикасности и поузданости. Процедуре испитивања за СиЦ и ГаН полупроводничке уређаје морају узети у обзир веће радне фреквенције и напоне ових уређаја.
Развој алата за тестирање и мерење, као што су генератори произвољних функција (АФГ), осцилоскопи, инструменти јединица за мерење извора (СМУ) и анализатори параметара, помаже инжењерима за пројектовање енергије да брже постигну моћније резултате. Ова надоградња опреме помаже им да се носе са свакодневним изазовима. „Минимизирање губитака при пребацивању остаје велики изазов за инжењере енергетске опреме“, рекао је Џонатан Такер, шеф маркетинга за напајање у Тецк/Гисхили. Ови дизајни морају бити ригорозно измерени да би се обезбедила доследност. Једна од кључних техника мерења назива се тест двоструког импулса (ДПТ), који је стандардни метод за мерење параметара пребацивања МОСФЕТ-а или ИГБТ уређаја за напајање.
Подешавање за обављање двопулсног теста СиЦ полупроводника укључује: генератор функција за покретање МОСФЕТ мреже; Осцилоскоп и софтвер за анализу за мерење ВДС и ИД. Поред испитивања са двоструким импулсом, односно, поред испитивања нивоа кола, постоје испитивање нивоа материјала, испитивање нивоа компоненти и испитивање нивоа система. Иновације у алатима за тестирање су омогућиле дизајнерским инжењерима у свим фазама животног циклуса да раде на уређајима за конверзију енергије који могу да испуне строге захтеве дизајна на исплатив начин.
Спремност да сертификују опрему као одговор на регулаторне промене и нове технолошке потребе за опремом крајњег корисника, од производње електричне енергије до електричних возила, омогућава компанијама које раде на енергетској електроници да се фокусирају на иновације са додатом вредношћу и поставе темеље за будући раст.
Време поста: 27.03.2023