Галлийн нитрид (GaN) болон цахиурын карбид (SiC)-ээр төлөөлөгдсөн гурав дахь үеийн хагас дамжуулагчууд нь маш сайн шинж чанаруудынхаа ачаар хурдацтай хөгжиж ирсэн. Гэсэн хэдий ч эдгээр төхөөрөмжүүдийн боломжит чадавхийг ашиглах, үр ашиг, найдвартай байдлыг оновчтой болгохын тулд тэдгээрийн параметр, шинж чанарыг хэрхэн зөв хэмжих вэ гэдэг нь өндөр нарийвчлалтай хэмжих төхөөрөмж, мэргэжлийн аргуудыг шаарддаг.
Цахиурын карбид (SiC) болон галлийн нитрид (GaN)-ээр төлөөлөгдсөн шинэ үеийн өргөн зурвасын зай (WBG) материалууд улам бүр өргөн хэрэглэгдэж байна. Цахилгааны хувьд эдгээр бодисууд нь цахиур болон бусад ердийн хагас дамжуулагч материалаас илүү тусгаарлагчид ойр байдаг. Эдгээр бодисууд нь цахиурын хязгаарлалтыг даван туулах зориулалттай, учир нь энэ нь нарийн зурвасын зайтай материал тул цахилгаан дамжуулах чанар муу алдагдахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь температур, хүчдэл эсвэл давтамж нэмэгдэх тусам улам тод илэрдэг. Энэхүү алдагдлын логик хязгаар нь хагас дамжуулагчийн ажиллагааны доголдолтой тэнцэх хяналтгүй дамжуулах чанар юм.
Эдгээр хоёр өргөн зурвасын зайтай материалаас GaN нь голчлон 1 кВ ба 100 А-аас доош бага ба дунд чадлын хэрэгжилтийн схемд тохиромжтой. GaN-ийн нэг чухал өсөлтийн чиглэл бол LED гэрэлтүүлэгт ашиглахаас гадна автомашин болон RF холбоо зэрэг бусад бага чадлын хэрэглээнд ч мөн өсөн нэмэгдэж байна. Үүний эсрэгээр SiC-ийг тойрсон технологиуд нь GaN-аас илүү хөгжсөн бөгөөд цахилгаан тээврийн хэрэгслийн зүтгүүрийн инвертер, цахилгаан дамжуулалт, том HVAC тоног төхөөрөмж, үйлдвэрлэлийн систем зэрэг өндөр чадлын хэрэглээнд илүү тохиромжтой.
SiC төхөөрөмжүүд нь Si MOSFET-ээс илүү өндөр хүчдэл, өндөр шилжих давтамж, өндөр температурт ажиллах чадвартай. Ийм нөхцөлд SiC нь илүү өндөр гүйцэтгэл, үр ашиг, чадлын нягтрал, найдвартай байдалтай байдаг. Эдгээр давуу талууд нь дизайнеруудад чадлын хөрвүүлэгчийн хэмжээ, жин, өртгийг бууруулж, ялангуяа нисэх хүчин, цэргийн болон цахилгаан тээврийн хэрэгсэл зэрэг ашигтай зах зээлийн сегментүүдэд өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг.
SiC MOSFET нь жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд суурилсан дизайнд илүү их эрчим хүчний үр ашгийг бий болгох чадвартай тул дараагийн үеийн цахилгаан хувиргах төхөөрөмжүүдийг хөгжүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэхүү өөрчлөлт нь инженерүүдийг цахилгаан электроникийг бий болгоход уламжлал ёсоор ашигладаг зарим дизайн, туршилтын техникийг эргэн харахыг шаарддаг.
Нарийн шалгалтын эрэлт хэрэгцээ нэмэгдэж байна
SiC болон GaN төхөөрөмжүүдийн боломжийг бүрэн дүүрэн ашиглахын тулд үр ашиг, найдвартай байдлыг оновчтой болгохын тулд шилжүүлэгчийн ажиллагааны явцад нарийн хэмжилт хийх шаардлагатай. SiC болон GaN хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн туршилтын журамд эдгээр төхөөрөмжүүдийн өндөр ажиллах давтамж болон хүчдэлийг харгалзан үзэх ёстой.
Дурын функцийн генератор (AFG), осциллограф, эх үүсвэрийн хэмжилтийн нэгж (SMU) багаж хэрэгсэл, параметрийн анализатор зэрэг туршилт, хэмжилтийн хэрэгслүүдийг хөгжүүлэх нь эрчим хүчний дизайны инженерүүдэд илүү хүчирхэг үр дүнд илүү хурдан хүрэхэд тусалж байна. Тоног төхөөрөмжийн энэхүү шинэчлэлт нь тэдэнд өдөр тутмын бэрхшээлийг даван туулахад нь тусалж байна. "Шилжүүлэлтийн алдагдлыг багасгах нь эрчим хүчний тоног төхөөрөмжийн инженерүүдийн хувьд томоохон бэрхшээл хэвээр байна" гэж Teck/Gishili компанийн Цахилгаан хангамжийн маркетингийн хэлтсийн дарга Жонатан Такер хэлэв. Эдгээр загваруудыг тогтвортой байдлыг хангахын тулд нарийн хэмжих ёстой. Хэмжилтийн гол аргуудын нэгийг давхар импульсийн туршилт (DPT) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь MOSFET эсвэл IGBT цахилгаан төхөөрөмжийн шилжих параметрүүдийг хэмжих стандарт арга юм.
SiC хагас дамжуулагч давхар импульсийн туршилтыг хийх тохиргоонд дараахь зүйлс орно: MOSFET сүлжээг ажиллуулах функц үүсгүүр; VDS болон ID хэмжих осциллограф болон шинжилгээний програм хангамж. Давхар импульсийн туршилтаас гадна, өөрөөр хэлбэл хэлхээний түвшний туршилтаас гадна материалын түвшний туршилт, бүрэлдэхүүн хэсгийн түвшний туршилт, системийн түвшний туршилт байдаг. Туршилтын хэрэгслүүдийн шинэчлэл нь амьдралын мөчлөгийн бүх үе шатанд байгаа дизайны инженерүүдэд хатуу дизайны шаардлагыг зардал багатайгаар хангаж чадах цахилгаан хувиргах төхөөрөмжүүдийг бий болгох боломжийг олгосон.
Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхээс эхлээд цахилгаан тээврийн хэрэгсэл хүртэлх эцсийн хэрэглэгчийн тоног төхөөрөмжийн зохицуулалтын өөрчлөлт болон шинэ технологийн хэрэгцээнд хариу арга хэмжээ авахын тулд тоног төхөөрөмжийг гэрчилгээжүүлэхэд бэлэн байх нь цахилгаан электроникийн чиглэлээр ажилладаг компаниудад нэмүү өртөг шингэсэн инновацид анхаарлаа төвлөрүүлж, ирээдүйн өсөлтийн үндэс суурийг тавих боломжийг олгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 3-р сарын 27