Qallium nitridi (GaN) və silikon karbidi (SiC) ilə təmsil olunan üçüncü nəsil yarımkeçiricilər əla xüsusiyyətlərinə görə sürətlə inkişaf etmişdir. Lakin, bu cihazların potensialından istifadə etmək və səmərəliliyini və etibarlılığını optimallaşdırmaq üçün onların parametrlərini və xüsusiyyətlərini necə dəqiq ölçmək yüksək dəqiqlikli ölçmə avadanlığı və peşəkar metodlar tələb edir.
Silisium karbid (SiC) və qallium nitrid (GaN) ilə təmsil olunan yeni nəsil genişzolaqlı (WBG) materialları getdikcə daha geniş istifadə olunur. Elektrik baxımından bu maddələr silisium və digər tipik yarımkeçirici materiallardan daha çox izolyatorlara daha yaxındır. Bu maddələr silisiumun məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur, çünki o, dar zolaqlı materialdır və buna görə də temperatur, gərginlik və ya tezlik artdıqca daha çox nəzərə çarpan elektrik keçiriciliyinin zəif sızmasına səbəb olur. Bu sızmanın məntiqi həddi yarımkeçirici işləmə nasazlığına bərabər olan nəzarətsiz keçiricilikdir.
Bu iki genişzolaqlı boşluq materialından GaN əsasən 1 kV və 100 A-dan aşağı olan aşağı və orta güclü tətbiq sxemləri üçün uyğundur. GaN üçün əhəmiyyətli bir böyümə sahəsi onun LED işıqlandırmasında istifadəsidir, eyni zamanda avtomobil və RF rabitəsi kimi digər aşağı güclü istifadələrdə də artır. Bunun əksinə olaraq, SiC ilə əlaqəli texnologiyalar GaN-dan daha yaxşı inkişaf etmişdir və elektrikli nəqliyyat vasitələrinin dartma invertorları, elektrik ötürülməsi, böyük HVAC avadanlıqları və sənaye sistemləri kimi daha yüksək güclü tətbiqlərə daha uyğundur.
SiC cihazları Si MOSFET-lərdən daha yüksək gərginliklərdə, daha yüksək keçid tezliklərində və daha yüksək temperaturda işləmək qabiliyyətinə malikdir. Bu şərtlər altında SiC daha yüksək performans, səmərəlilik, güc sıxlığı və etibarlılığa malikdir. Bu üstünlüklər dizaynerlərə güc çeviricilərinin ölçüsünü, çəkisini və dəyərini azaltmağa və onları daha rəqabətli etməyə kömək edir, xüsusən də aviasiya, hərbi və elektrik nəqliyyat vasitələri kimi gəlirli bazar seqmentlərində.
SiC MOSFET-ləri, daha kiçik komponentlərə əsaslanan dizaynlarda daha yüksək enerji səmərəliliyinə nail olmaq qabiliyyətinə malik olduqları üçün yeni nəsil enerji çevirmə cihazlarının inkişafında mühüm rol oynayır. Bu dəyişiklik həmçinin mühəndislərdən ənənəvi olaraq güc elektronikası yaratmaq üçün istifadə olunan bəzi dizayn və sınaq üsullarını yenidən nəzərdən keçirmələrini tələb edir.
Ciddi testlərə tələbat artır
SiC və GaN cihazlarının potensialını tam şəkildə reallaşdırmaq üçün səmərəliliyi və etibarlılığı optimallaşdırmaq üçün kommutasiya əməliyyatı zamanı dəqiq ölçmələr tələb olunur. SiC və GaN yarımkeçirici cihazları üçün sınaq prosedurları bu cihazların daha yüksək işləmə tezliklərini və gərginliklərini nəzərə almalıdır.
İstənilən funksiya generatorları (İFG), osiloskoplar, mənbə ölçmə vahidi (SMU) cihazları və parametr analizatorları kimi sınaq və ölçmə alətlərinin inkişafı enerji dizayn mühəndislərinə daha güclü nəticələrə daha tez nail olmağa kömək edir. Avadanlıqların bu təkmilləşdirilməsi onlara gündəlik çətinliklərin öhdəsindən gəlməyə kömək edir. Teck/Gishili şirkətinin Enerji Təchizatı Marketinqinin rəhbəri Conatan Taker bildirib ki, "Kommutasiya itkilərini minimuma endirmək enerji avadanlıqları mühəndisləri üçün əsas problem olaraq qalır". Ardıcıllığı təmin etmək üçün bu dizaynlar ciddi şəkildə ölçülməlidir. Əsas ölçmə üsullarından biri MOSFET və ya IGBT güc cihazlarının kommutasiya parametrlərini ölçmək üçün standart metod olan ikiqat impuls testi (DPT) adlanır.
SiC yarımkeçirici ikiqat impuls testini aparmaq üçün quraşdırmaya aşağıdakılar daxildir: MOSFET şəbəkəsini idarə etmək üçün funksiya generatoru; VDS və ID ölçmək üçün osiloskop və analiz proqramı. İkiqat impuls testinə əlavə olaraq, yəni dövrə səviyyəsində testə əlavə olaraq, material səviyyəsində test, komponent səviyyəsində test və sistem səviyyəsində test mövcuddur. Test alətlərindəki yeniliklər, həyat dövrünün bütün mərhələlərində dizayn mühəndislərinə ciddi dizayn tələblərinə qənaətlə cavab verə bilən güc çevirmə cihazları üzərində işləməyə imkan vermişdir.
Tənzimləyici dəyişikliklərə və enerji istehsalından elektrik nəqliyyat vasitələrinə qədər son istifadəçi avadanlıqları üçün yeni texnoloji ehtiyaclara cavab olaraq avadanlıqları sertifikatlaşdırmağa hazır olmaq, güc elektronikası sahəsində çalışan şirkətlərə əlavə dəyər yaradan innovasiyalara diqqət yetirməyə və gələcək böyümə üçün təməl qoymağa imkan verir.
Yazı vaxtı: 27 Mart 2023