गॅलियम नायट्राइड (GaN) आणि सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) द्वारे प्रतिनिधित्व केलेल्या अर्धवाहकांची तिसरी पिढी त्यांच्या उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे वेगाने विकसित झाली आहे. तथापि, या उपकरणांची क्षमता वापरण्यासाठी आणि त्यांची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी त्यांचे पॅरामीटर्स आणि वैशिष्ट्ये अचूकपणे कशी मोजायची यासाठी उच्च-परिशुद्धता मोजमाप उपकरणे आणि व्यावसायिक पद्धती आवश्यक आहेत.
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) आणि गॅलियम नायट्राइड (GaN) द्वारे दर्शविलेले वाइड बँड गॅप (WBG) मटेरियलची नवीन पिढी अधिकाधिक वापरली जात आहे. विद्युतदृष्ट्या, हे पदार्थ सिलिकॉन आणि इतर सामान्य अर्धवाहक मटेरियलपेक्षा इन्सुलेटरच्या जवळ आहेत. हे पदार्थ सिलिकॉनच्या मर्यादांवर मात करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत कारण ते एक अरुंद बँड-गॅप मटेरियल आहे आणि त्यामुळे विद्युत चालकतेची खराब गळती होते, जी तापमान, व्होल्टेज किंवा वारंवारता वाढल्याने अधिक स्पष्ट होते. या गळतीची तार्किक मर्यादा अनियंत्रित चालकता आहे, जी अर्धवाहक ऑपरेटिंग अपयशाच्या समतुल्य आहे.
या दोन रुंद बँड गॅप मटेरियलपैकी, GaN हे प्रामुख्याने कमी आणि मध्यम पॉवर अंमलबजावणी योजनांसाठी योग्य आहे, सुमारे 1 kV आणि 100 A पेक्षा कमी. GaN साठी एक महत्त्वपूर्ण वाढीचे क्षेत्र म्हणजे LED लाइटिंगमध्ये त्याचा वापर, परंतु ऑटोमोटिव्ह आणि RF कम्युनिकेशन्स सारख्या इतर कमी-पॉवर वापरांमध्ये देखील वाढ होत आहे. याउलट, SiC च्या आसपासचे तंत्रज्ञान GaN पेक्षा चांगले विकसित केले आहे आणि इलेक्ट्रिक वाहन ट्रॅक्शन इन्व्हर्टर, पॉवर ट्रान्समिशन, मोठे HVAC उपकरणे आणि औद्योगिक प्रणाली यासारख्या उच्च पॉवर अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य आहे.
SiC उपकरणे Si MOSFET पेक्षा जास्त व्होल्टेज, उच्च स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी आणि उच्च तापमानावर कार्य करण्यास सक्षम आहेत. या परिस्थितीत, SiC ची कार्यक्षमता, कार्यक्षमता, पॉवर घनता आणि विश्वासार्हता जास्त आहे. हे फायदे डिझाइनर्सना पॉवर कन्व्हर्टरचा आकार, वजन आणि किंमत कमी करण्यास मदत करत आहेत जेणेकरून ते अधिक स्पर्धात्मक बनतील, विशेषतः विमानचालन, लष्करी आणि इलेक्ट्रिक वाहने यासारख्या फायदेशीर बाजार विभागांमध्ये.
लहान घटकांवर आधारित डिझाइनमध्ये अधिक ऊर्जा कार्यक्षमता प्राप्त करण्याची क्षमता असल्यामुळे, SiC MOSFETs पुढील पिढीतील पॉवर कन्व्हर्जन उपकरणांच्या विकासात महत्त्वाची भूमिका बजावतात. या बदलामुळे अभियंत्यांना पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स तयार करण्यासाठी पारंपारिकपणे वापरल्या जाणाऱ्या काही डिझाइन आणि चाचणी तंत्रांचा पुन्हा विचार करावा लागतो.
कठोर चाचणीची मागणी वाढत आहे
SiC आणि GaN उपकरणांची क्षमता पूर्णपणे साकार करण्यासाठी, कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी स्विचिंग ऑपरेशन दरम्यान अचूक मोजमाप आवश्यक आहेत. SiC आणि GaN सेमीकंडक्टर उपकरणांसाठी चाचणी प्रक्रियेत या उपकरणांच्या उच्च ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी आणि व्होल्टेज विचारात घेतले पाहिजेत.
चाचणी आणि मापन साधनांचा विकास, जसे की आर्बिट्रेटरी फंक्शन जनरेटर (AFGs), ऑसिलोस्कोप, सोर्स मेजरमेंट युनिट (SMU) इन्स्ट्रुमेंट्स आणि पॅरामीटर अॅनालायझर्स, पॉवर डिझाइन अभियंत्यांना अधिक जलद परिणाम मिळविण्यास मदत करत आहेत. उपकरणांचे हे अपग्रेडिंग त्यांना दैनंदिन आव्हानांना तोंड देण्यास मदत करत आहे. "स्विचिंग लॉस कमी करणे हे पॉवर इक्विपमेंट इंजिनिअर्ससाठी एक मोठे आव्हान आहे," असे टेक/गिशिली येथील पॉवर सप्लाय मार्केटिंगचे प्रमुख जोनाथन टकर म्हणाले. सुसंगतता सुनिश्चित करण्यासाठी या डिझाइन्सचे काटेकोरपणे मोजमाप करणे आवश्यक आहे. प्रमुख मापन तंत्रांपैकी एक म्हणजे डबल पल्स टेस्ट (DPT), जी MOSFETs किंवा IGBT पॉवर डिव्हाइसेसचे स्विचिंग पॅरामीटर्स मोजण्यासाठी मानक पद्धत आहे.
SiC सेमीकंडक्टर डबल पल्स चाचणी करण्यासाठी सेटअपमध्ये हे समाविष्ट आहे: MOSFET ग्रिड चालविण्यासाठी फंक्शन जनरेटर; VDS आणि ID मोजण्यासाठी ऑसिलोस्कोप आणि विश्लेषण सॉफ्टवेअर. डबल-पल्स चाचणी व्यतिरिक्त, म्हणजेच सर्किट लेव्हल चाचणी व्यतिरिक्त, मटेरियल लेव्हल चाचणी, घटक लेव्हल चाचणी आणि सिस्टम लेव्हल चाचणी देखील आहेत. चाचणी साधनांमधील नवकल्पनांमुळे जीवनचक्राच्या सर्व टप्प्यांवर डिझाइन अभियंत्यांना पॉवर कन्व्हर्जन डिव्हाइसेसकडे काम करण्यास सक्षम केले आहे जे कठोर डिझाइन आवश्यकता किफायतशीरपणे पूर्ण करू शकतात.
वीज निर्मितीपासून ते इलेक्ट्रिक वाहनांपर्यंत, अंतिम वापरकर्त्याच्या उपकरणांसाठी नियामक बदल आणि नवीन तांत्रिक गरजांना प्रतिसाद म्हणून उपकरणे प्रमाणित करण्यास तयार राहिल्याने, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्सवर काम करणाऱ्या कंपन्यांना मूल्यवर्धित नवोपक्रमावर लक्ष केंद्रित करण्यास आणि भविष्यातील वाढीसाठी पाया घालण्यास अनुमती मिळते.
पोस्ट वेळ: मार्च-२७-२०२३