गैलियम नाइट्राइड (GaN) और सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) द्वारा दर्शाए गए अर्धचालकों की तीसरी पीढ़ी को उनके उत्कृष्ट गुणों के कारण तेजी से विकसित किया गया है। हालाँकि, इन उपकरणों की क्षमता का दोहन करने और उनकी दक्षता और विश्वसनीयता को अनुकूलित करने के लिए उनके मापदंडों और विशेषताओं को सटीक रूप से कैसे मापा जाए, इसके लिए उच्च परिशुद्धता वाले माप उपकरणों और पेशेवर तरीकों की आवश्यकता होती है।
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) और गैलियम नाइट्राइड (GaN) द्वारा दर्शाए गए वाइड बैंड गैप (WBG) सामग्रियों की नई पीढ़ी का अधिक से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है। विद्युत रूप से, ये पदार्थ सिलिकॉन और अन्य विशिष्ट अर्धचालक सामग्रियों की तुलना में इन्सुलेटर के अधिक निकट हैं। इन पदार्थों को सिलिकॉन की सीमाओं को दूर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है क्योंकि यह एक संकीर्ण बैंड-गैप सामग्री है और इसलिए विद्युत चालकता के खराब रिसाव का कारण बनता है, जो तापमान, वोल्टेज या आवृत्ति बढ़ने पर अधिक स्पष्ट हो जाता है। इस रिसाव की तार्किक सीमा अनियंत्रित चालकता है, जो अर्धचालक संचालन विफलता के बराबर है।
इन दो वाइड बैंड गैप सामग्रियों में से, GaN मुख्य रूप से कम और मध्यम शक्ति कार्यान्वयन योजनाओं, लगभग 1 kV और 100 A से नीचे के लिए उपयुक्त है। GaN के लिए एक महत्वपूर्ण विकास क्षेत्र LED प्रकाश व्यवस्था में इसका उपयोग है, लेकिन ऑटोमोटिव और RF संचार जैसे अन्य कम-शक्ति उपयोगों में भी बढ़ रहा है। इसके विपरीत, SiC से जुड़ी तकनीकें GaN की तुलना में बेहतर विकसित हैं और इलेक्ट्रिक वाहन ट्रैक्शन इनवर्टर, पावर ट्रांसमिशन, बड़े HVAC उपकरण और औद्योगिक प्रणालियों जैसे उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए बेहतर अनुकूल हैं।
SiC डिवाइस Si MOSFETs की तुलना में उच्च वोल्टेज, उच्च स्विचिंग आवृत्तियों और उच्च तापमान पर काम करने में सक्षम हैं। इन परिस्थितियों में, SiC में उच्च प्रदर्शन, दक्षता, शक्ति घनत्व और विश्वसनीयता होती है। ये लाभ डिजाइनरों को पावर कन्वर्टर्स के आकार, वजन और लागत को कम करने में मदद कर रहे हैं ताकि उन्हें अधिक प्रतिस्पर्धी बनाया जा सके, खासकर विमानन, सैन्य और इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे आकर्षक बाजार क्षेत्रों में।
SiC MOSFETs अगली पीढ़ी के बिजली रूपांतरण उपकरणों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं क्योंकि वे छोटे घटकों पर आधारित डिज़ाइन में अधिक ऊर्जा दक्षता प्राप्त करने की क्षमता रखते हैं। इस बदलाव के लिए इंजीनियरों को पावर इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने के लिए पारंपरिक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली कुछ डिज़ाइन और परीक्षण तकनीकों पर फिर से विचार करने की भी आवश्यकता है।
कठोर परीक्षण की मांग बढ़ रही है
SiC और GaN उपकरणों की क्षमता को पूरी तरह से समझने के लिए, दक्षता और विश्वसनीयता को अनुकूलित करने के लिए स्विचिंग ऑपरेशन के दौरान सटीक माप की आवश्यकता होती है। SiC और GaN सेमीकंडक्टर उपकरणों के लिए परीक्षण प्रक्रियाओं को इन उपकरणों की उच्च ऑपरेटिंग आवृत्तियों और वोल्टेज को ध्यान में रखना चाहिए।
परीक्षण और माप उपकरणों का विकास, जैसे कि आर्बिट्रेरी फंक्शन जनरेटर (AFG), ऑसिलोस्कोप, सोर्स मेजरमेंट यूनिट (SMU) उपकरण और पैरामीटर विश्लेषक, पावर डिज़ाइन इंजीनियरों को अधिक शक्तिशाली परिणाम अधिक तेज़ी से प्राप्त करने में मदद कर रहे हैं। उपकरणों का यह उन्नयन उन्हें दैनिक चुनौतियों से निपटने में मदद कर रहा है। टेक/गिशिली में पावर सप्लाई मार्केटिंग के प्रमुख जोनाथन टकर ने कहा, "स्विचिंग लॉस को कम करना पावर उपकरण इंजीनियरों के लिए एक बड़ी चुनौती बनी हुई है।" स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए इन डिज़ाइनों को सख्ती से मापा जाना चाहिए। प्रमुख माप तकनीकों में से एक को डबल पल्स टेस्ट (DPT) कहा जाता है, जो MOSFETs या IGBT पावर डिवाइस के स्विचिंग मापदंडों को मापने के लिए मानक विधि है।
SiC सेमीकंडक्टर डबल पल्स परीक्षण करने के लिए सेटअप में शामिल हैं: MOSFET ग्रिड को चलाने के लिए फ़ंक्शन जनरेटर; VDS और ID को मापने के लिए ऑसिलोस्कोप और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर। डबल-पल्स परीक्षण के अलावा, यानी सर्किट स्तर परीक्षण के अलावा, सामग्री स्तर परीक्षण, घटक स्तर परीक्षण और सिस्टम स्तर परीक्षण भी होते हैं। परीक्षण उपकरणों में नवाचारों ने जीवनचक्र के सभी चरणों में डिज़ाइन इंजीनियरों को ऐसे पावर रूपांतरण उपकरणों की दिशा में काम करने में सक्षम बनाया है जो लागत-प्रभावी रूप से कठोर डिज़ाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।
विद्युत उत्पादन से लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों तक, अंतिम उपयोगकर्ता उपकरणों के लिए विनियामक परिवर्तनों और नई तकनीकी आवश्यकताओं के जवाब में उपकरणों को प्रमाणित करने के लिए तैयार रहना, विद्युत इलेक्ट्रॉनिक्स पर काम करने वाली कंपनियों को मूल्यवर्धित नवाचार पर ध्यान केंद्रित करने और भविष्य के विकास की नींव रखने की अनुमति देता है।
पोस्ट करने का समय: मार्च-27-2023