سیمی کنڈکٹرز کی تیسری نسل، جس کی نمائندگی گیلیم نائٹرائڈ (GaN) اور سلکان کاربائیڈ (SiC) کرتے ہیں، اپنی بہترین خصوصیات کی وجہ سے تیزی سے تیار ہوئے ہیں۔ تاہم، ان آلات کے پیرامیٹرز اور خصوصیات کی درست طریقے سے پیمائش کیسے کی جائے تاکہ ان کی صلاحیت کو استعمال کیا جا سکے اور ان کی کارکردگی اور وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکے، اس کے لیے اعلی درستگی سے پیمائش کرنے والے آلات اور پیشہ ورانہ طریقوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
سلکان کاربائیڈ (SiC) اور گیلیم نائٹرائڈ (GaN) کے ذریعہ وسیع بینڈ گیپ (WBG) مواد کی نئی نسل زیادہ سے زیادہ استعمال ہوتی جارہی ہے۔ برقی طور پر، یہ مادے سلکان اور دیگر عام سیمی کنڈکٹر مواد کے مقابلے انسولیٹروں کے زیادہ قریب ہیں۔ ان مادوں کو سلکان کی حدود پر قابو پانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے کیونکہ یہ ایک تنگ بینڈ گیپ مواد ہے اور اس وجہ سے برقی چالکتا کے خراب رساو کا سبب بنتا ہے، جو درجہ حرارت، وولٹیج یا فریکوئنسی میں اضافے کے ساتھ زیادہ واضح ہو جاتا ہے۔ اس رساو کی منطقی حد بے قابو چالکتا ہے، جو سیمی کنڈکٹر آپریٹنگ ناکامی کے مترادف ہے۔
ان دو وسیع بینڈ گیپ میٹریلز میں سے، GaN بنیادی طور پر کم اور درمیانی پاور کے نفاذ کی اسکیموں کے لیے موزوں ہے، تقریباً 1 kV اور 100 A سے نیچے۔ GaN کے لیے ایک اہم ترقی کا علاقہ ایل ای ڈی لائٹنگ میں اس کا استعمال ہے، بلکہ کم بجلی کے استعمال میں بھی بڑھ رہا ہے۔ جیسے آٹوموٹو اور آر ایف کمیونیکیشنز۔ اس کے برعکس، SiC کے ارد گرد کی ٹیکنالوجیز GaN کے مقابلے میں بہتر طور پر تیار کی گئی ہیں اور زیادہ پاور ایپلی کیشنز جیسے الیکٹرک وہیکل ٹریکشن انورٹرز، پاور ٹرانسمیشن، بڑے HVAC آلات، اور صنعتی نظاموں کے لیے بہتر موزوں ہیں۔
SiC ڈیوائسز زیادہ وولٹیجز، زیادہ سوئچنگ فریکوئنسی، اور Si MOSFETs سے زیادہ درجہ حرارت پر کام کرنے کے قابل ہیں۔ ان حالات میں، SiC میں اعلی کارکردگی، کارکردگی، طاقت کی کثافت اور وشوسنییتا ہے۔ یہ فوائد ڈیزائنرز کو پاور کنورٹرز کے سائز، وزن اور قیمت کو کم کرنے میں مدد کر رہے ہیں تاکہ انہیں مزید مسابقتی بنایا جا سکے، خاص طور پر منافع بخش مارکیٹ کے حصوں جیسے کہ ہوا بازی، فوجی اور الیکٹرک گاڑیوں میں۔
SiC MOSFETs اگلی نسل کے پاور کنورژن ڈیوائسز کی ترقی میں اہم کردار ادا کرتے ہیں کیونکہ چھوٹے اجزاء پر مبنی ڈیزائن میں زیادہ توانائی کی کارکردگی حاصل کرنے کی ان کی صلاحیت ہے۔ اس شفٹ میں انجینئرز کو ڈیزائن اور جانچ کی کچھ تکنیکوں پر نظر ثانی کرنے کی بھی ضرورت ہوتی ہے جو روایتی طور پر پاور الیکٹرانکس بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔
سخت جانچ کی مانگ بڑھ رہی ہے۔
SiC اور GaN آلات کی صلاحیت کو مکمل طور پر محسوس کرنے کے لیے، سوئچنگ آپریشن کے دوران درست پیمائش کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ کارکردگی اور وشوسنییتا کو بہتر بنایا جا سکے۔ SiC اور GaN سیمی کنڈکٹر آلات کے لیے جانچ کے طریقہ کار کو ان آلات کی اعلیٰ آپریٹنگ فریکوئنسی اور وولٹیج کو مدنظر رکھنا چاہیے۔
ٹیسٹ اور پیمائش کے آلات کی ترقی، جیسے صوابدیدی فنکشن جنریٹرز (AFGs)، آسیلوسکوپس، سورس پیمائش یونٹ (SMU) آلات، اور پیرامیٹر تجزیہ کار، پاور ڈیزائن انجینئرز کو زیادہ تیزی سے زیادہ طاقتور نتائج حاصل کرنے میں مدد کر رہے ہیں۔ آلات کی یہ اپ گریڈنگ انہیں روزمرہ کے چیلنجوں سے نمٹنے میں مدد دے رہی ہے۔ ٹیک/گیشیلی میں پاور سپلائی مارکیٹنگ کے سربراہ جوناتھن ٹکر نے کہا، "بجلی کے سازوسامان کے انجینئرز کے لیے سوئچنگ کے نقصانات کو کم کرنا ایک بڑا چیلنج ہے۔" مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے ان ڈیزائنوں کی سختی سے پیمائش کی جانی چاہیے۔ پیمائش کی اہم تکنیکوں میں سے ایک کو ڈبل پلس ٹیسٹ (DPT) کہا جاتا ہے، جو MOSFETs یا IGBT پاور ڈیوائسز کے سوئچنگ پیرامیٹرز کی پیمائش کرنے کا معیاری طریقہ ہے۔
SiC سیمی کنڈکٹر ڈبل پلس ٹیسٹ کرنے کے لیے سیٹ اپ میں شامل ہیں: MOSFET گرڈ کو چلانے کے لیے فنکشن جنریٹر؛ VDS اور ID کی پیمائش کے لیے آسیلوسکوپ اور تجزیہ سافٹ ویئر۔ ڈبل پلس ٹیسٹنگ کے علاوہ، یعنی سرکٹ لیول ٹیسٹنگ کے علاوہ، میٹریل لیول ٹیسٹنگ، کمپوننٹ لیول ٹیسٹنگ اور سسٹم لیول ٹیسٹنگ ہیں۔ ٹیسٹ ٹولز میں ایجادات نے لائف سائیکل کے تمام مراحل پر ڈیزائن انجینئرز کو پاور کنورژن ڈیوائسز کی طرف کام کرنے کے قابل بنایا ہے جو کہ سخت ڈیزائن کی ضروریات کو لاگت کے ساتھ پورا کر سکتے ہیں۔
پاور جنریشن سے لے کر الیکٹرک گاڑیوں تک، ریگولیٹری تبدیلیوں اور نئی تکنیکی ضروریات کے جواب میں آلات کی تصدیق کے لیے تیار رہنا، پاور الیکٹرانکس پر کام کرنے والی کمپنیوں کو ویلیو ایڈڈ جدت پر توجہ مرکوز کرنے اور مستقبل کی ترقی کی بنیاد رکھنے کی اجازت دیتا ہے۔
پوسٹ ٹائم: مارچ-27-2023