自動執(zhí)行寬禁帶SiC/GaN器件的雙脈沖測試

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減少碳排放的迫切需求推動了對電氣技術(shù)的投資，特別是數(shù)據(jù)中心和電動汽車領(lǐng)域。根據(jù)彭博社最新的電動汽車展望報告，到 2050 年，幾乎所有道路運輸都將實現(xiàn)電氣化，預(yù)計將導(dǎo)致全球電力需求激增 27%。這一趨勢凸顯了電氣解決方案在遏制溫室氣體排放和塑造更具可持續(xù)性的未來方面的重要意義。

越來越多的氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 等寬帶隙 (WBG) 半導(dǎo)體取代開關(guān)模式電源和電機驅(qū)動器中的硅基功率 MOSFET 和 IGBT。這種轉(zhuǎn)變是由 GaN 和 SiC 器件的出色性能帶來的，包括比硅器件更快的開關(guān)速度、更高的功率密度、更好的頻率響應(yīng)、更小的泄漏電流、更低的導(dǎo)通電阻以及更高的工作溫度。結(jié)果是提高了運行效率，降低了能耗，有助于遵守法規(guī)和認證要求，以及符合當(dāng)前的 JEDEC JC-70 寬帶隙電力電子轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)。為了確保合規(guī)性，需要對這些先進的半導(dǎo)體技術(shù)進行全面測試，這不僅富有挑戰(zhàn)性，還需要新的測試策略。

泰克在最近的文章“自動執(zhí)行 WBG 器件的雙脈沖測試”中探討了如何通過對 SiC 和 GaN 功率器件等寬帶隙器件自動執(zhí)行雙脈沖測試，從而顯著縮短設(shè)置和分析時間。

驗證基于 SiC 或 GaN 的 WBG 器件時，工程師必須測試多個參數(shù)，包括：

●   開關(guān)損耗：精確的時間對齊至關(guān)重要。捕獲信號時的納秒誤差可能會導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。

●   峰值電壓：在大電流、高速硬開關(guān)過程中，常常會出現(xiàn)電壓尖峰。

●   峰值電流：WBG 晶體管的快速開關(guān)操作會產(chǎn)生尖峰電流，給器件施加壓力，并可能縮短器件的使用壽命。

●   反向恢復(fù)電荷：對反向恢復(fù)電荷行為進行量化，以了解其對總損耗的貢獻。

雙脈沖測試 (DPT) 是測量寬帶隙 (WBG) 器件的開關(guān)和二極管反向恢復(fù)參數(shù)的首選方法。這種高效的測試方法可以收集關(guān)鍵測量結(jié)果，從而高效地驗證和優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。文中詳細闡述了 DPT 信號的定義，分享了帶有測量軟件的示波器如何實現(xiàn)自動測試設(shè)置、執(zhí)行和分析。自動測量軟件通過消除手動步驟來簡化流程，既能節(jié)省時間，又能確保結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。

雙脈沖測試 (DPT) 方法是評估功率器件的開關(guān)參數(shù)和動態(tài)行為的首選方法。采用自動 DPT 設(shè)置和分析，可以顯著縮短測試時間，加快下一代電源轉(zhuǎn)換器的上市速度。此外，完全遠程控制運行測試可以提高安全性，避免與高電壓、高電流的被測設(shè)備 (DUT) 直接接觸。

臨界值的測量和功能性的確保對于滿足能源需求和推動全球碳減排至關(guān)重要。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，必須對新材料進行研究和測試，使我們更接近滿足能源需求和遵守新效率標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。值得注意的是，可通過及時采取行動和推動功率器件技術(shù)的進步來緩解彭博社預(yù)估的 27% 的增長率。

應(yīng)用筆記 – 使用示波器和任意函數(shù)發(fā)生器對功率半導(dǎo)體器件進行雙脈沖測試– 提供有關(guān)此主題的更多詳細信息。