திறனைத் தட்டவும், செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தவும் SiC மற்றும் GaN சாதனங்களை எவ்வாறு துல்லியமாக அளவிடுவது

மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகள், காலியம் நைட்ரைடு (GaN) மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) ஆகியவற்றால் குறிப்பிடப்படுகின்றன, அவற்றின் சிறந்த பண்புகள் காரணமாக விரைவாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. எவ்வாறாயினும், இந்த சாதனங்களின் அளவுருக்கள் மற்றும் பண்புகளை எவ்வாறு துல்லியமாக அளவிடுவது, அவற்றின் திறனைத் தட்டவும், அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தவும், உயர் துல்லியமான அளவீட்டு கருவிகள் மற்றும் தொழில்முறை முறைகள் தேவை.

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மற்றும் கேலியம் நைட்ரைடு (GaN) ஆகியவற்றால் குறிப்பிடப்படும் புதிய தலைமுறை வைட் பேண்ட் இடைவெளி (WBG) பொருட்கள் மேலும் மேலும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின் ரீதியாக, இந்த பொருட்கள் சிலிக்கான் மற்றும் பிற வழக்கமான குறைக்கடத்தி பொருட்களை விட மின்கடத்திகளுக்கு நெருக்கமாக உள்ளன. இந்த பொருட்கள் சிலிக்கானின் வரம்புகளை சமாளிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஏனெனில் இது ஒரு குறுகிய பேண்ட்-இடைப் பொருள் மற்றும் எனவே மின் கடத்துத்திறனின் மோசமான கசிவை ஏற்படுத்துகிறது, இது வெப்பநிலை, மின்னழுத்தம் அல்லது அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது மிகவும் உச்சரிக்கப்படுகிறது. இந்த கசிவுக்கான தருக்க வரம்பு கட்டுப்பாடற்ற கடத்துத்திறன் ஆகும், இது குறைக்கடத்தி இயக்க தோல்விக்கு சமம்.

இந்த இரண்டு பரந்த பேண்ட் இடைவெளி பொருட்களில், GaN முக்கியமாக குறைந்த மற்றும் நடுத்தர மின் செயல்படுத்தல் திட்டங்களுக்கு ஏற்றது, சுமார் 1 kV மற்றும் 100 A க்கும் குறைவானது. GaN க்கான ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வளர்ச்சி பகுதி LED விளக்குகளில் அதன் பயன்பாடு, ஆனால் மற்ற குறைந்த சக்தி பயன்பாடுகளிலும் வளரும் வாகன மற்றும் RF தகவல்தொடர்புகள் போன்றவை. இதற்கு நேர்மாறாக, SiC ஐச் சுற்றியுள்ள தொழில்நுட்பங்கள் GaN ஐ விட சிறப்பாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் அவை மின்சார வாகன இழுவை இன்வெர்ட்டர்கள், பவர் டிரான்ஸ்மிஷன், பெரிய HVAC உபகரணங்கள் மற்றும் தொழில்துறை அமைப்புகள் போன்ற உயர் ஆற்றல் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை.

Si MOSFETகளை விட SiC சாதனங்கள் அதிக மின்னழுத்தங்கள், அதிக மாறுதல் அதிர்வெண்கள் மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் செயல்படும் திறன் கொண்டவை. இந்த நிலைமைகளின் கீழ், SiC அதிக செயல்திறன், செயல்திறன், ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இந்த நன்மைகள் வடிவமைப்பாளர்களுக்கு ஆற்றல் மாற்றிகளின் அளவு, எடை மற்றும் விலையைக் குறைக்க உதவுகின்றன, குறிப்பாக விமானப் போக்குவரத்து, இராணுவம் மற்றும் மின்சார வாகனங்கள் போன்ற இலாபகரமான சந்தைப் பிரிவுகளில் அவற்றை மிகவும் போட்டித்தன்மையுடன் உருவாக்குகின்றன.

SiC MOSFETகள் அடுத்த தலைமுறை மின்மாற்ற சாதனங்களின் வளர்ச்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, ஏனெனில் சிறிய கூறுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட வடிவமைப்புகளில் அதிக ஆற்றல் திறனை அடைவதற்கான அவர்களின் திறன். இந்த மாற்றத்திற்கு, பொறியாளர்கள் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் உருவாக்க பாரம்பரியமாகப் பயன்படுத்தப்படும் சில வடிவமைப்பு மற்றும் சோதனை நுட்பங்களை மறுபரிசீலனை செய்ய வேண்டும்.

கடுமையான சோதனைக்கான தேவை அதிகரித்து வருகிறது

SiC மற்றும் GaN சாதனங்களின் திறனை முழுமையாக உணர, செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்த, மாறுதல் செயல்பாட்டின் போது துல்லியமான அளவீடுகள் தேவை. SiC மற்றும் GaN குறைக்கடத்தி சாதனங்களுக்கான சோதனை நடைமுறைகள் இந்த சாதனங்களின் அதிக இயக்க அதிர்வெண்கள் மற்றும் மின்னழுத்தங்களைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்.

தன்னிச்சையான செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டர்கள் (AFGகள்), அலைக்காட்டிகள், மூல அளவீட்டு அலகு (SMU) கருவிகள் மற்றும் அளவுரு பகுப்பாய்விகள் போன்ற சோதனை மற்றும் அளவீட்டு கருவிகளின் வளர்ச்சி, ஆற்றல் வடிவமைப்பு பொறியாளர்கள் மிகவும் சக்திவாய்ந்த முடிவுகளை விரைவாக அடைய உதவுகிறது. உபகரணங்களின் இந்த மேம்படுத்தல் தினசரி சவால்களை சமாளிக்க அவர்களுக்கு உதவுகிறது. டெக்/கிஷிலியில் பவர் சப்ளை மார்க்கெட்டிங் தலைவர் ஜொனாதன் டக்கர் கூறுகையில், "மாற்று இழப்புகளை குறைப்பது மின் சாதன பொறியாளர்களுக்கு ஒரு பெரிய சவாலாக உள்ளது. நிலைத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த இந்த வடிவமைப்புகள் கடுமையாக அளவிடப்பட வேண்டும். முக்கிய அளவீட்டு நுட்பங்களில் ஒன்று இரட்டை துடிப்பு சோதனை (DPT) என அழைக்கப்படுகிறது, இது MOSFETகள் அல்லது IGBT சக்தி சாதனங்களின் மாறுதல் அளவுருக்களை அளவிடுவதற்கான நிலையான முறையாகும்.

SiC செமிகண்டக்டர் டபுள் பல்ஸ் சோதனையைச் செய்வதற்கான அமைவு பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகிறது: MOSFET கட்டத்தை இயக்குவதற்கான செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டர்; VDS மற்றும் ஐடியை அளவிடுவதற்கான அலைக்காட்டி மற்றும் பகுப்பாய்வு மென்பொருள். இரட்டை துடிப்பு சோதனைக்கு கூடுதலாக, அதாவது, சுற்று நிலை சோதனைக்கு கூடுதலாக, பொருள் நிலை சோதனை, கூறு நிலை சோதனை மற்றும் கணினி நிலை சோதனை ஆகியவை உள்ளன. சோதனைக் கருவிகளில் உள்ள கண்டுபிடிப்புகள், வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் அனைத்து நிலைகளிலும் வடிவமைப்பு பொறியாளர்களுக்கு கடுமையான வடிவமைப்புத் தேவைகளை செலவு குறைந்த முறையில் பூர்த்தி செய்யக்கூடிய ஆற்றல் மாற்றும் சாதனங்களை நோக்கிச் செயல்பட உதவுகின்றன.

மின் உற்பத்தி முதல் மின்சார வாகனங்கள் வரை, இறுதிப் பயனர் சாதனங்களுக்கான ஒழுங்குமுறை மாற்றங்கள் மற்றும் புதிய தொழில்நுட்பத் தேவைகளுக்குப் பதிலளிக்கும் வகையில் உபகரணங்களைச் சான்றளிக்கத் தயாராக இருப்பது, பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸில் பணிபுரியும் நிறுவனங்களை மதிப்பு கூட்டப்பட்ட கண்டுபிடிப்புகளில் கவனம் செலுத்தவும் எதிர்கால வளர்ச்சிக்கான அடித்தளத்தை அமைக்கவும் அனுமதிக்கிறது.