गॅलियम नायट्राइड (GaN) आणि सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) द्वारे दर्शविलेल्या सेमीकंडक्टरच्या तिसऱ्या पिढीचा, त्यांच्या उत्कृष्ट गुणधर्मांमुळे वेगाने विकास झाला आहे. तथापि, या उपकरणांची क्षमता पूर्णपणे वापरण्यासाठी आणि त्यांची कार्यक्षमता व विश्वसनीयता इष्टतम करण्यासाठी, त्यांचे पॅरामीटर्स आणि वैशिष्ट्ये अचूकपणे मोजण्याकरिता उच्च-अचूकता मापन उपकरणे आणि व्यावसायिक पद्धतींची आवश्यकता असते.
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) आणि गॅलियम नायट्राइड (GaN) द्वारे दर्शविलेल्या नवीन पिढीच्या वाइड बँड गॅप (WBG) पदार्थांचा वापर अधिकाधिक व्यापक होत आहे. विद्युतदृष्ट्या, हे पदार्थ सिलिकॉन आणि इतर सामान्य सेमीकंडक्टर पदार्थांपेक्षा विसंवाहकांच्या अधिक जवळ आहेत. हे पदार्थ सिलिकॉनच्या मर्यादांवर मात करण्यासाठी तयार केले आहेत, कारण सिलिकॉन हा एक नॅरो बँड-गॅप पदार्थ आहे आणि त्यामुळे विद्युत वाहकतेची गळती होते, जी तापमान, व्होल्टेज किंवा फ्रिक्वेन्सी वाढल्यावर अधिक स्पष्ट होते. या गळतीची तार्किक मर्यादा म्हणजे अनियंत्रित वाहकता, जी सेमीकंडक्टरच्या कार्यान्वयनातील बिघाडाच्या समतुल्य आहे.
या दोन वाइड बँड गॅप मटेरियल्सपैकी, GaN हे प्रामुख्याने सुमारे १ kV आणि १०० A पेक्षा कमी अशा कमी आणि मध्यम पॉवरच्या अंमलबजावणी योजनांसाठी योग्य आहे. GaN साठी एक महत्त्वाचे वाढीचे क्षेत्र म्हणजे LED लाइटिंगमधील त्याचा वापर, पण त्याचबरोबर ऑटोमोटिव्ह आणि RF कम्युनिकेशन्ससारख्या इतर कमी-पॉवरच्या उपयोगांमध्येही त्याचा वापर वाढत आहे. याउलट, SiC शी संबंधित तंत्रज्ञान GaN पेक्षा अधिक विकसित आहे आणि ते इलेक्ट्रिक वाहनांचे ट्रॅक्शन इन्व्हर्टर्स, पॉवर ट्रान्समिशन, मोठी HVAC उपकरणे आणि औद्योगिक प्रणाली यांसारख्या उच्च-पॉवरच्या अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य आहे.
Si MOSFETs च्या तुलनेत SiC उपकरणे उच्च व्होल्टेज, उच्च स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी आणि उच्च तापमानात कार्य करण्यास सक्षम आहेत. या परिस्थितीत, SiC ची कामगिरी, कार्यक्षमता, पॉवर डेन्सिटी आणि विश्वसनीयता अधिक असते. हे फायदे डिझाइनर्सना पॉवर कन्व्हर्टर्सचा आकार, वजन आणि किंमत कमी करण्यास मदत करत आहेत, जेणेकरून ते अधिक स्पर्धात्मक बनतील, विशेषतः विमानचालन, लष्करी आणि इलेक्ट्रिक वाहने यांसारख्या फायदेशीर बाजारपेठांमध्ये.
लहान घटकांवर आधारित डिझाइनमध्ये अधिक ऊर्जा कार्यक्षमता साधण्याच्या क्षमतेमुळे, SiC MOSFETs पुढील पिढीच्या ऊर्जा रूपांतरण उपकरणांच्या विकासात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. या बदलामुळे अभियंत्यांना, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स तयार करण्यासाठी पारंपारिकपणे वापरल्या जाणाऱ्या काही डिझाइन आणि चाचणी तंत्रांचा पुनर्विचार करणे देखील आवश्यक आहे.
कडक चाचणीची मागणी वाढत आहे.
SiC आणि GaN उपकरणांची पूर्ण क्षमता साध्य करण्यासाठी, कार्यक्षमता आणि विश्वसनीयता वाढवण्याकरिता स्विचिंग प्रक्रियेदरम्यान अचूक मोजमाप आवश्यक असते. SiC आणि GaN सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या चाचणी प्रक्रियेमध्ये या उपकरणांच्या उच्च कार्यकारी वारंवारता आणि व्होल्टेज विचारात घेतले पाहिजेत.
आर्बिट्ररी फंक्शन जनरेटर (AFGs), ऑसिलोस्कोप, सोर्स मेजरमेंट युनिट (SMU) उपकरणे आणि पॅरामीटर अॅनालायझर यांसारख्या चाचणी आणि मापन साधनांच्या विकासामुळे पॉवर डिझाइन अभियंत्यांना अधिक शक्तिशाली परिणाम अधिक वेगाने मिळविण्यात मदत होत आहे. उपकरणांमधील हे अद्ययावतीकरण त्यांना दैनंदिन आव्हानांना तोंड देण्यास मदत करत आहे. “स्विचिंगमधील नुकसान कमी करणे हे पॉवर इक्विपमेंट अभियंत्यांसाठी 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. डबल पल्स टेस्ट (DPT) हे एक प्रमुख मापन तंत्र आहे, जी MOSFETs किंवा IGBT पॉवर डिव्हाइसेसच्या स्विचिंग पॅरामीटर्सचे मोजमाप करण्याची एक मानक पद्धत आहे.
एसआयसी सेमीकंडक्टर डबल पल्स चाचणी करण्यासाठीच्या सेटअपमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश असतो: मॉसफेट ग्रिड चालवण्यासाठी फंक्शन जनरेटर; व्हीडीएस आणि आयडी मोजण्यासाठी ऑसिलोस्कोप आणि विश्लेषण सॉफ्टवेअर. डबल-पल्स चाचणी व्यतिरिक्त, म्हणजेच सर्किट स्तरावरील चाचणी व्यतिरिक्त, मटेरियल स्तरावरील चाचणी, घटक स्तरावरील चाचणी आणि सिस्टम स्तरावरील चाचणी देखील आहेत. चाचणी साधनांमधील नवनवीन शोधांमुळे, जीवनचक्राच्या सर्व टप्प्यांवरील डिझाइन अभियंत्यांना कमी खर्चात कठोर डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करू शकणाऱ्या पॉवर कन्व्हर्जन उपकरणांच्या दिशेने काम करणे शक्य झाले आहे.
वीज निर्मितीपासून ते इलेक्ट्रिक वाहनांपर्यंत, अंतिम वापरकर्त्यांच्या उपकरणांसाठी नियामक बदल आणि नवीन तांत्रिक गरजांच्या प्रतिसादात उपकरणांना प्रमाणित करण्यासाठी सज्ज राहिल्याने, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्सवर काम करणाऱ्या कंपन्यांना मूल्यवर्धित नवकल्पनांवर लक्ष केंद्रित करता येते आणि भविष्यातील वाढीचा पाया घालता येतो.
पोस्ट करण्याची वेळ: २७ मार्च २०२३