ნახევარგამტარების მესამე თაობა, რომლებიც წარმოდგენილია გალიუმის ნიტრიდით (GaN) და სილიციუმის კარბიდით (SiC), სწრაფად განვითარდა მათი შესანიშნავი თვისებების გამო. თუმცა, ამ მოწყობილობების პარამეტრებისა და მახასიათებლების ზუსტად გაზომვისთვის, მათი პოტენციალის გამოსაყენებლად და მათი ეფექტურობისა და საიმედოობის ოპტიმიზაციისთვის, საჭიროა მაღალი სიზუსტის საზომი აღჭურვილობა და პროფესიონალური მეთოდები.
ფართო ზოლური უფსკრულის (WBG) მასალების ახალი თაობა, რომლებიც წარმოდგენილია სილიციუმის კარბიდით (SiC) და გალიუმის ნიტრიდით (GaN), სულ უფრო ფართოდ გამოიყენება. ელექტრონულად, ეს ნივთიერებები უფრო ახლოს არიან იზოლატორებთან, ვიდრე სილიციუმი და სხვა ტიპიური ნახევარგამტარი მასალები. ეს ნივთიერებები შექმნილია სილიციუმის შეზღუდვების დასაძლევად, რადგან ის ვიწრო ზოლური უფსკრულის მქონე მასალაა და შესაბამისად, იწვევს ელექტროგამტარობის სუსტ გაჟონვას, რომელიც უფრო გამოხატული ხდება ტემპერატურის, ძაბვის ან სიხშირის მატებასთან ერთად. ამ გაჟონვის ლოგიკური ზღვარი არის უკონტროლო გამტარობა, რაც ნახევარგამტარის მუშაობის გაუმართაობის ეკვივალენტურია.
ამ ორი ფართო ზოლური უფსკრულის მქონე მასალიდან, GaN ძირითადად შესაფერისია დაბალი და საშუალო სიმძლავრის, დაახლოებით 1 კვ და 100 ამპერზე ნაკლები სიმძლავრის, განხორციელების სქემებისთვის. GaN-ის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ზრდის სფეროა მისი გამოყენება LED განათებაში, ასევე იზრდება სხვა დაბალი სიმძლავრის გამოყენებაში, როგორიცაა საავტომობილო და რადიოსიხშირული კომუნიკაციები. ამის საპირისპიროდ, SiC-ის გარშემო არსებული ტექნოლოგიები უკეთ არის განვითარებული, ვიდრე GaN და უკეთესად შეეფერება მაღალი სიმძლავრის აპლიკაციებს, როგორიცაა ელექტრომობილების წევის ინვერტორები, ელექტროენერგიის გადაცემა, დიდი HVAC მოწყობილობები და სამრეწველო სისტემები.
SiC მოწყობილობებს Si MOSFET-ებთან შედარებით უფრო მაღალი ძაბვის, გადართვის მაღალი სიხშირისა და ტემპერატურის პირობებში მუშაობის უნარი აქვთ. ამ პირობებში SiC-ს აქვს უფრო მაღალი წარმადობა, ეფექტურობა, სიმძლავრის სიმკვრივე და საიმედოობა. ეს უპირატესობები ეხმარება დიზაინერებს შეამცირონ სიმძლავრის გადამყვანების ზომა, წონა და ღირებულება, რათა ისინი უფრო კონკურენტუნარიანი გახადონ, განსაკუთრებით მომგებიან ბაზრის სეგმენტებში, როგორიცაა ავიაცია, სამხედრო და ელექტრომობილები.
SiC MOSFET-ები გადამწყვეტ როლს ასრულებენ ახალი თაობის სიმძლავრის გარდამქმნელი მოწყობილობების შემუშავებაში, რადგან მათ შეუძლიათ მიაღწიონ უფრო მეტ ენერგოეფექტურობას მცირე კომპონენტებზე დაფუძნებულ დიზაინში. ეს ცვლილება ასევე მოითხოვს, რომ ინჟინრებმა გადახედონ დიზაინისა და ტესტირების ზოგიერთ ტექნიკას, რომლებიც ტრადიციულად გამოიყენება სიმძლავრის ელექტრონიკის შესაქმნელად.
მკაცრი ტესტირების მოთხოვნა იზრდება
SiC და GaN მოწყობილობების პოტენციალის სრულად რეალიზებისთვის, გადართვის ოპერაციის დროს საჭიროა ზუსტი გაზომვები ეფექტურობისა და საიმედოობის ოპტიმიზაციისთვის. SiC და GaN ნახევარგამტარული მოწყობილობების ტესტირების პროცედურებში გათვალისწინებული უნდა იყოს ამ მოწყობილობების უფრო მაღალი სამუშაო სიხშირეები და ძაბვები.
ტესტირებისა და გაზომვის ინსტრუმენტების, როგორიცაა თვითნებური ფუნქციის გენერატორები (AFG), ოსცილოსკოპები, წყაროს საზომი ერთეულის (SMU) ინსტრუმენტები და პარამეტრის ანალიზატორები, შემუშავება ეხმარება ენერგეტიკული დიზაინის ინჟინრებს უფრო ძლიერი შედეგების უფრო სწრაფად მიღწევაში. აღჭურვილობის ეს განახლება ეხმარება მათ ყოველდღიური გამოწვევების დაძლევაში. „გადართვის დანაკარგების მინიმიზაცია ენერგეტიკული აღჭურვილობის ინჟინრებისთვის კვლავ მთავარ გამოწვევად რჩება“, - თქვა ჯონათან ტაკერმა, Teck/Gishili-ის ენერგომომარაგების მარკეტინგის ხელმძღვანელმა. ეს დიზაინები მკაცრად უნდა გაიზომოს თანმიმდევრულობის უზრუნველსაყოფად. ერთ-ერთი ძირითადი გაზომვის ტექნიკაა ორმაგი იმპულსის ტესტი (DPT), რომელიც წარმოადგენს MOSFET-ების ან IGBT ენერგომოწყობილობების გადართვის პარამეტრების გაზომვის სტანდარტულ მეთოდს.
SiC ნახევარგამტარული ორმაგი იმპულსური ტესტის ჩასატარებლად საჭირო პარამეტრები მოიცავს: ფუნქციის გენერატორს MOSFET ბადის სამართავად; ოსცილოსკოპს და ანალიზის პროგრამულ უზრუნველყოფას VDS-ისა და ID-ის გასაზომად. ორმაგი იმპულსური ტესტირების გარდა, ანუ წრედის დონის ტესტირების გარდა, არსებობს მასალის დონის ტესტირება, კომპონენტის დონის ტესტირება და სისტემის დონის ტესტირება. ტესტირების ხელსაწყოებში ინოვაციებმა სასიცოცხლო ციკლის ყველა ეტაპზე დიზაინერ ინჟინრებს საშუალება მისცა, ემუშავათ სიმძლავრის გარდაქმნის მოწყობილობებზე, რომლებიც შეძლებენ მკაცრი დიზაინის მოთხოვნების ეკონომიურად დაკმაყოფილებას.
მარეგულირებელი ცვლილებებისა და საბოლოო მომხმარებლის აღჭურვილობის ახალი ტექნოლოგიური საჭიროებების საპასუხოდ აღჭურვილობის სერტიფიცირებისთვის მზადყოფნა, ელექტროენერგიის გენერაციიდან ელექტრომობილებამდე, ელექტრო ელექტრონიკაზე მომუშავე კომპანიებს საშუალებას აძლევს, ყურადღება დამატებული ღირებულების მქონე ინოვაციებზე გაამახვილონ და მომავალი ზრდისთვის საფუძველი ჩაუყარონ.
გამოქვეყნების დრო: 27 მარტი, 2023