Galio nitruroak (GaN) eta silizio karburoak (SiC) ordezkatutako erdieroaleen hirugarren belaunaldia azkar garatu da, propietate bikainak dituztelako. Hala ere, gailu hauen parametroak eta ezaugarriak zehaztasunez neurtzeko, haien potentziala aprobetxatzeko eta haien eraginkortasuna eta fidagarritasuna optimizatzeko, neurketa-ekipo zehatzak eta metodo profesionalak behar dira.
Silizio karburoak (SiC) eta galio nitruroak (GaN) ordezkatzen dituzten banda-tarte zabaleko (WBG) materialen belaunaldi berria gero eta gehiago erabiltzen ari da. Elektrikoki, substantzia hauek isolatzaileen antzekoagoak dira silizioa eta beste erdieroale material tipiko batzuk baino. Substantzia hauek silizioaren mugak gainditzeko diseinatuta daude, banda-tarte estua duen materiala baita eta, beraz, eroankortasun elektrikoaren ihes eskasa eragiten baitu, eta hori nabarmenagoa da tenperatura, tentsioa edo maiztasuna handitzen den heinean. Ihes honen muga logikoa eroankortasun kontrolaezina da, erdieroaleen funtzionamendu-akats baten baliokidea.
Bi banda-tarte zabaleko material hauetatik, GaN batez ere potentzia baxuko eta ertaineko inplementazio-eskemetarako egokia da, 1 kV inguruan eta 100 A-tik behera. GaN-aren hazkunde-arlo esanguratsu bat LED argiztapenean erabiltzea da, baina baita ere potentzia baxuko beste erabilera batzuetan hazten ari da, hala nola automobilgintzan eta RF komunikazioetan. Aitzitik, SiC inguratzen duten teknologiak GaN baino hobeto garatuta daude eta potentzia handiagoko aplikazioetarako egokiagoak dira, hala nola ibilgailu elektrikoen trakzio-inbertsoreetarako, potentzia-transmisiorako, HVAC ekipamendu handietarako eta industria-sistemetarako.
SiC gailuek Si MOSFETek baino tentsio altuagoetan, kommutazio-maiztasun altuagoetan eta tenperatura altuagoetan funtziona dezakete. Baldintza hauetan, SiC-k errendimendu, eraginkortasun, potentzia-dentsitate eta fidagarritasun handiagoa du. Abantaila hauek diseinatzaileei potentzia-bihurgailuen tamaina, pisua eta kostua murrizten laguntzen diete, lehiakorragoak izan daitezen, batez ere merkatu-segmentu errentagarrietan, hala nola hegazkingintzan, armadan eta ibilgailu elektrikoetan.
SiC MOSFETek funtsezko zeregina dute hurrengo belaunaldiko potentzia-bihurketa gailuen garapenean, osagai txikiagoetan oinarritutako diseinuetan energia-eraginkortasun handiagoa lortzeko duten gaitasunagatik. Aldaketa horrek ingeniariei potentzia-elektronika sortzeko tradizionalki erabili diren diseinu- eta proba-teknika batzuk berrikustea ere eskatzen die.
Proba zorrotzen eskaera gero eta handiagoa da
SiC eta GaN gailuen potentziala guztiz gauzatzeko, neurketa zehatzak behar dira kommutazio-eragiketan zehar, eraginkortasuna eta fidagarritasuna optimizatzeko. SiC eta GaN erdieroale-gailuen proba-prozedurek kontuan hartu behar dituzte gailu hauen funtzionamendu-maiztasun eta tentsio altuagoak.
Proba eta neurketa tresnen garapenak, hala nola funtzio arbitrarioen sortzaileak (AFG), osziloskopioak, iturrien neurketa unitateak (SMU) eta parametroen analizatzaileak, potentzia-diseinuko ingeniariei emaitza indartsuagoak azkarrago lortzen laguntzen die. Ekipamenduen hobekuntza honek eguneroko erronkei aurre egiten laguntzen die. "Komutazio-galerak minimizatzea erronka handia da potentzia-ekipoen ingeniarientzat", esan zuen Jonathan Tuckerrek, Teck/Gishili-ko Energia Hornidura Marketinaren buruak. Diseinu hauek zorrotz neurtu behar dira koherentzia bermatzeko. Neurketa-teknika gakoetako bati pultsu bikoitzeko proba (DPT) deitzen zaio, eta hau da, MOSFET edo IGBT potentzia-gailuen kommutazio-parametroak neurtzeko metodo estandarra.
SiC erdieroaleen pultsu bikoitzeko probak egiteko konfigurazioak honako hauek ditu: MOSFET sarea gidatzeko funtzio-sorgailua; VDS eta ID neurtzeko osziloskopioa eta analisi-softwarea. Pultsu bikoitzeko probaz gain, hau da, zirkuitu-mailako probaz gain, material-mailako probak, osagai-mailako probak eta sistema-mailako probak daude. Proba-tresnetan egindako berrikuntzek diseinu-ingeniariei bizi-zikloaren etapa guztietan aukera eman diete diseinu-eskakizun zorrotzak kostu-eraginkortasunez bete ditzaketen potentzia-bihurketa gailuetan lan egiteko.
Energia-sorkuntzatik hasi eta ibilgailu elektrikoetaraino, azken erabiltzaileentzako ekipamenduen araudi-aldaketei eta behar teknologiko berriei erantzunez ekipamenduak ziurtatzeko prest egoteak potentzia-elektronikan lan egiten duten enpresei balio erantsiko berrikuntzan zentratu eta etorkizuneko hazkundearen oinarriak ezartzeko aukera ematen die.
Argitaratze data: 2023ko martxoaren 27a