La tria generacio de duonkonduktaĵoj, reprezentitaj de galiuma nitrido (GaN) kaj siliciokarbido (SiC), rapide disvolviĝis pro siaj bonegaj ecoj. Tamen, kiel precize mezuri la parametrojn kaj karakterizaĵojn de ĉi tiuj aparatoj por utiligi ilian potencialon kaj optimumigi ilian efikecon kaj fidindecon postulas altprecizajn mezurilojn kaj profesiajn metodojn.
La nova generacio de larĝbendaj breĉoj (WBG) materialoj reprezentitaj de silicia karbido (SiC) kaj galiumnitrido (GaN) fariĝas pli kaj pli vaste uzata. Elektre, ĉi tiuj substancoj estas pli proksimaj al izoliloj ol silicio kaj aliaj tipaj duonkonduktaĵaj materialoj. Ĉi tiuj substancoj estas desegnitaj por superi la limigojn de silicio ĉar ĝi estas mallarĝbenda breĉa materialo kaj tial kaŭzas malbonan elfluon de elektra konduktiveco, kiu fariĝas pli okulfrapa kiam temperaturo, tensio aŭ frekvenco pliiĝas. La logika limo al ĉi tiu elfluo estas nekontrolita konduktiveco, ekvivalenta al duonkonduktaĵa funkciada paneo.
El tiuj du larĝbendaj materialoj, GaN taŭgas ĉefe por malalt- kaj mezpotencaj efektivigaj skemoj, ĉirkaŭ 1 kV kaj sub 100 A. Unu signifa kreskareo por GaN estas ĝia uzo en LED-lumigo, sed ankaŭ kreskas en aliaj malalt-potencaj uzoj kiel aŭtomobilaj kaj RF-komunikadoj. Kontraste, la teknologioj ĉirkaŭ SiC estas pli bone evoluintaj ol GaN kaj pli bone taŭgas por pli alt-potencaj aplikoj kiel ekzemple elektraj veturilaj tirad-invetiloj, potenco-transdono, grandaj HVAC-ekipaĵoj kaj industriaj sistemoj.
SiC-aparatoj kapablas funkcii je pli altaj tensioj, pli altaj ŝaltfrekvencoj kaj pli altaj temperaturoj ol Si MOSFET-oj. Sub ĉi tiuj kondiĉoj, SiC havas pli altan rendimenton, efikecon, potencodensecon kaj fidindecon. Ĉi tiuj avantaĝoj helpas projektistojn redukti la grandecon, pezon kaj koston de potencokonvertiloj por igi ilin pli konkurencivaj, precipe en enspezigaj merkatsegmentoj kiel aviado, militistaro kaj elektraj veturiloj.
SiC MOSFET-oj ludas gravan rolon en la disvolviĝo de venontgeneraciaj potenc-konvertaj aparatoj pro sia kapablo atingi pli grandan energiefikecon en dezajnoj bazitaj sur pli malgrandaj komponantoj. La ŝanĝo ankaŭ postulas, ke inĝenieroj revizitu kelkajn el la projektaj kaj testaj teknikoj tradicie uzataj por krei potenc-elektronikon.
La postulo pri rigora testado kreskas
Por plene realigi la potencialon de SiC kaj GaN-aparatoj, precizaj mezuradoj estas necesaj dum ŝaltado por optimumigi efikecon kaj fidindecon. Testaj proceduroj por SiC kaj GaN-duonkonduktaĵaj aparatoj devas konsideri la pli altajn funkciajn frekvencojn kaj tensiojn de ĉi tiuj aparatoj.
La evoluigo de testaj kaj mezuraj iloj, kiel ekzemple arbitraj funkciogeneratoroj (AFGoj), osciloskopoj, fontaj mezurunuoj (SMU) kaj parametroanaliziloj, helpas potencdezajnajn inĝenierojn atingi pli potencajn rezultojn pli rapide. Ĉi tiu ĝisdatigo de ekipaĵo helpas ilin trakti ĉiutagajn defiojn. "Minimumigi ŝaltilperdojn restas grava defio por potencdezajnistoj," diris Jonathan Tucker, estro de Potencoproviza Merkatado ĉe Teck/Gishili. Ĉi tiuj dezajnoj devas esti rigore mezuritaj por certigi koherecon. Unu el la ŝlosilaj mezurteknikoj nomiĝas la duobla pulsa testo (DPT), kiu estas la norma metodo por mezuri la ŝaltilparametrojn de MOSFEToj aŭ IGBT-potencaj aparatoj.
La aranĝo por plenumi SiC-duonkonduktaĵan duoblan pulsan teston inkluzivas: funkciogeneratoron por funkciigi MOSFET-reton; osciloskopon kaj analizan programaron por mezuri VDS kaj ID. Aldone al duobla-pulsa testado, tio estas, aldone al cirkvitnivela testado, ekzistas materialnivela testado, komponentnivela testado kaj sistemnivela testado. Novigoj en testiloj ebligis al dezajnistoj en ĉiuj stadioj de la vivciklo labori por krei potenc-konvertajn aparatojn, kiuj povas plenumi striktajn dezajnajn postulojn kostefike.
Esti preta atesti ekipaĵon responde al reguligaj ŝanĝoj kaj novaj teknologiaj bezonoj por finuzanta ekipaĵo, de elektroproduktado ĝis elektraj veturiloj, permesas al kompanioj laborantaj pri potencelektroniko fokusiĝi sur valor-aldonita novigado kaj meti la fundamenton por estonta kresko.
Afiŝtempo: 27-a de marto 2023