Ang ikatlong henerasyon ng mga semiconductors, na kinakatawan ng gallium nitride (GaN) at silicon carbide (SiC), ay mabilis na binuo dahil sa kanilang mahusay na mga katangian. Gayunpaman, kung paano tumpak na sukatin ang mga parameter at katangian ng mga device na ito upang i-tap ang kanilang potensyal at i-optimize ang kanilang kahusayan at pagiging maaasahan ay nangangailangan ng mataas na katumpakan na kagamitan sa pagsukat at mga propesyonal na pamamaraan.
Ang bagong henerasyon ng wide band gap (WBG) na materyales na kinakatawan ng silicon carbide (SiC) at gallium nitride (GaN) ay nagiging mas malawak na ginagamit. Sa elektrisidad, ang mga sangkap na ito ay mas malapit sa mga insulator kaysa sa silikon at iba pang tipikal na materyal na semiconductor. Ang mga sangkap na ito ay idinisenyo upang malampasan ang mga limitasyon ng silikon dahil ito ay isang makitid na band-gap na materyal at samakatuwid ay nagiging sanhi ng mahinang pagtagas ng electrical conductivity, na nagiging mas malinaw habang tumataas ang temperatura, boltahe o dalas. Ang lohikal na limitasyon sa pagtagas na ito ay hindi nakokontrol na conductivity, katumbas ng isang semiconductor operating failure.
Sa dalawang materyal na ito ng malawak na band gap, ang GaN ay higit na angkop para sa mga scheme ng pagpapatupad ng mababa at katamtamang kapangyarihan, sa paligid ng 1 kV at mas mababa sa 100 A. Ang isang makabuluhang lugar ng paglago para sa GaN ay ang paggamit nito sa LED na pag-iilaw, ngunit lumalaki din sa iba pang paggamit ng mababang lakas. tulad ng automotive at RF na komunikasyon. Sa kabaligtaran, ang mga teknolohiyang nakapalibot sa SiC ay mas mahusay na binuo kaysa sa GaN at mas angkop sa mas mataas na power application tulad ng mga electric vehicle traction inverters, power transmission, malalaking kagamitan sa HVAC, at mga sistemang pang-industriya.
Ang mga SiC device ay may kakayahang gumana sa mas mataas na boltahe, mas mataas na switching frequency, at mas mataas na temperatura kaysa sa Si MOSFET. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang SiC ay may mas mataas na pagganap, kahusayan, density ng kapangyarihan at pagiging maaasahan. Ang mga bentahe na ito ay tumutulong sa mga designer na bawasan ang laki, timbang at halaga ng mga power converter upang gawing mas mapagkumpitensya ang mga ito, lalo na sa mga kapaki-pakinabang na segment ng merkado tulad ng aviation, militar at mga de-kuryenteng sasakyan.
Ang mga SiC MOSFET ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagbuo ng mga susunod na henerasyong power conversion device dahil sa kanilang kakayahang makamit ang higit na kahusayan sa enerhiya sa mga disenyo batay sa mas maliliit na bahagi. Ang shift ay nangangailangan din ng mga inhinyero na muling bisitahin ang ilan sa mga diskarte sa disenyo at pagsubok na tradisyonal na ginagamit upang lumikha ng mga power electronics.
Ang pangangailangan para sa mahigpit na pagsubok ay lumalaki
Upang ganap na mapagtanto ang potensyal ng mga SiC at GaN device, ang mga tumpak na sukat ay kinakailangan sa panahon ng pagpapatakbo ng paglipat upang ma-optimize ang kahusayan at pagiging maaasahan. Ang mga pamamaraan ng pagsubok para sa SiC at GaN semiconductor device ay dapat isaalang-alang ang mas mataas na operating frequency at boltahe ng mga device na ito.
Ang pagbuo ng mga tool sa pagsubok at pagsukat, tulad ng mga arbitrary function generators (AFGs), oscilloscope, source measurement unit (SMU) instruments, at parameter analyzer, ay tumutulong sa mga power design engineer na makamit ang mas mahuhusay na resulta nang mas mabilis. Ang pag-upgrade ng kagamitan na ito ay tumutulong sa kanila na makayanan ang mga pang-araw-araw na hamon. "Ang pag-minimize ng mga pagkalugi sa paglipat ay nananatiling isang malaking hamon para sa mga inhinyero ng power equipment," sabi ni Jonathan Tucker, pinuno ng Power Supply Marketing sa Teck/Gishili. Ang mga disenyong ito ay dapat na mahigpit na sinusukat upang matiyak ang pagkakapare-pareho. Ang isa sa mga pangunahing pamamaraan ng pagsukat ay tinatawag na double pulse test (DPT), na siyang karaniwang paraan para sa pagsukat ng mga switching parameter ng MOSFET o IGBT power device.
Ang pag-set up para magsagawa ng SiC semiconductor double pulse test ay kinabibilangan ng: function generator para magmaneho ng MOSFET grid; Oscilloscope at analysis software para sa pagsukat ng VDS at ID. Bilang karagdagan sa double-pulse testing, iyon ay, bilang karagdagan sa circuit level testing, mayroong material level testing, component level testing at system level testing. Ang mga inobasyon sa mga pansubok na tool ay nagbigay-daan sa mga inhinyero ng disenyo sa lahat ng yugto ng lifecycle na magtrabaho patungo sa mga power conversion device na makakatugon sa mahigpit na mga kinakailangan sa disenyo nang matipid.
Ang pagiging handa na patunayan ang mga kagamitan bilang tugon sa mga pagbabago sa regulasyon at mga bagong teknolohikal na pangangailangan para sa end-user na kagamitan, mula sa pagbuo ng kuryente hanggang sa mga de-kuryenteng sasakyan, ay nagbibigay-daan sa mga kumpanyang nagtatrabaho sa power electronics na tumuon sa value-added innovation at ilatag ang pundasyon para sa paglago sa hinaharap.
Oras ng post: Mar-27-2023