Galyum nitrür (GaN) ve silisyum karbür (SiC) ile temsil edilen üçüncü nesil yarı iletkenler, mükemmel özelliklerinden dolayı hızla geliştirildi. Ancak bu cihazların potansiyellerini ortaya çıkarmak, verimliliklerini ve güvenilirliklerini optimize etmek amacıyla parametrelerinin ve özelliklerinin doğru bir şekilde ölçülmesi, yüksek hassasiyetli ölçüm ekipmanı ve profesyonel yöntemler gerektirir.
Silisyum karbür (SiC) ve galyum nitrür (GaN) ile temsil edilen yeni nesil geniş bant aralıklı (WBG) malzemeler giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektriksel olarak bu maddeler yalıtkanlara silikon ve diğer tipik yarı iletken malzemelerden daha yakındır. Bu maddeler, dar bant aralığına sahip bir malzeme olması ve dolayısıyla sıcaklık, voltaj veya frekans arttıkça daha belirgin hale gelen elektrik iletkenliğinde zayıf sızıntıya neden olması nedeniyle silikonun sınırlamalarının üstesinden gelmek üzere tasarlanmıştır. Bu sızıntının mantıksal sınırı, yarı iletken çalışma arızasına eşdeğer olan kontrolsüz iletkenliktir.
Bu iki geniş bant aralıklı malzemeden GaN, esas olarak 1 kV civarında ve 100 A'nın altındaki düşük ve orta güç uygulama şemaları için uygundur. GaN için önemli bir büyüme alanı, LED aydınlatmada kullanımıdır, ancak aynı zamanda diğer düşük güç kullanımlarında da büyümektedir. otomotiv ve RF iletişimleri gibi. Buna karşılık, SiC'yi çevreleyen teknolojiler GaN'den daha iyi gelişmiştir ve elektrikli araç çekiş invertörleri, güç iletimi, büyük HVAC ekipmanı ve endüstriyel sistemler gibi daha yüksek güçlü uygulamalara daha uygundur.
SiC cihazları, Si MOSFET'lere göre daha yüksek voltajlarda, daha yüksek anahtarlama frekanslarında ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışma kapasitesine sahiptir. Bu koşullar altında SiC daha yüksek performansa, verimliliğe, güç yoğunluğuna ve güvenilirliğe sahiptir. Bu avantajlar, tasarımcıların güç dönüştürücülerin boyutunu, ağırlığını ve maliyetini azaltmalarına yardımcı olarak onları özellikle havacılık, askeri ve elektrikli araçlar gibi kazançlı pazar segmentlerinde daha rekabetçi hale getiriyor.
SiC MOSFET'ler, daha küçük bileşenlere dayalı tasarımlarda daha fazla enerji verimliliği elde etme yetenekleri nedeniyle yeni nesil güç dönüşüm cihazlarının geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu değişim aynı zamanda mühendislerin geleneksel olarak güç elektroniği oluşturmak için kullanılan bazı tasarım ve test tekniklerini yeniden gözden geçirmelerini gerektiriyor.
Zorlu testlere talep artıyor
SiC ve GaN cihazlarının potansiyelini tam olarak gerçekleştirmek için anahtarlama işlemi sırasında verimliliği ve güvenilirliği optimize etmek amacıyla hassas ölçümler yapılması gerekir. SiC ve GaN yarı iletken cihazlara yönelik test prosedürleri, bu cihazların daha yüksek çalışma frekanslarını ve voltajlarını dikkate almalıdır.
Rasgele fonksiyon üreteçleri (AFG'ler), osiloskoplar, kaynak ölçüm birimi (SMU) cihazları ve parametre analizörleri gibi test ve ölçüm araçlarının geliştirilmesi, güç tasarımı mühendislerinin daha güçlü sonuçları daha hızlı elde etmesine yardımcı oluyor. Ekipmanların bu şekilde yükseltilmesi, günlük zorluklarla başa çıkmalarına yardımcı oluyor. Teck/Gishili Güç Kaynağı Pazarlama müdürü Jonathan Tucker, "Anahtarlama kayıplarını en aza indirmek, güç ekipmanı mühendisleri için büyük bir zorluk olmaya devam ediyor" dedi. Tutarlılığı sağlamak için bu tasarımların titizlikle ölçülmesi gerekir. Temel ölçüm tekniklerinden biri, MOSFET'lerin veya IGBT güç cihazlarının anahtarlama parametrelerini ölçmek için standart yöntem olan çift darbe testi (DPT) olarak adlandırılır.
SiC yarı iletken çift darbe testini gerçekleştirmek için kurulum şunları içerir: MOSFET ızgarasını çalıştıracak fonksiyon üreteci; VDS ve ID ölçümü için osiloskop ve analiz yazılımı. Çift darbeli testin yanı sıra devre seviyesi testinin yanı sıra malzeme seviyesi testi, bileşen seviyesi testi ve sistem seviyesi testi de bulunmaktadır. Test araçlarındaki yenilikler, yaşam döngüsünün her aşamasındaki tasarım mühendislerinin zorlu tasarım gereksinimlerini uygun maliyetle karşılayabilecek güç dönüştürme cihazları üzerinde çalışmasına olanak tanıdı.
Enerji üretiminden elektrikli araçlara kadar son kullanıcı ekipmanlarına yönelik mevzuat değişikliklerine ve yeni teknolojik ihtiyaçlara yanıt olarak ekipmanları sertifikalandırmaya hazır olmak, güç elektroniği üzerinde çalışan şirketlerin katma değerli inovasyona odaklanmasına ve gelecekteki büyümenin temellerini atmasına olanak tanıyor.
Gönderim zamanı: Mar-27-2023