It-tielet ġenerazzjoni ta' semikondutturi, rappreżentati minn nitrur tal-gallju (GaN) u karbur tas-silikon (SiC), ġew żviluppati malajr minħabba l-proprjetajiet eċċellenti tagħhom. Madankollu, kif jitkejlu b'mod preċiż il-parametri u l-karatteristiċi ta' dawn l-apparati sabiex jiġi sfruttat il-potenzjal tagħhom u jiġu ottimizzati l-effiċjenza u l-affidabbiltà tagħhom jeħtieġ tagħmir tal-kejl ta' preċiżjoni għolja u metodi professjonali.
Il-ġenerazzjoni l-ġdida ta' materjali b'band gap wiesa' (WBG) rappreżentati minn silikon carbide (SiC) u gallium nitrur (GaN) qed jintużaw dejjem aktar. Elettrikament, dawn is-sustanzi huma eqreb lejn iżolaturi mis-silikon u materjali semikondutturi tipiċi oħra. Dawn is-sustanzi huma ddisinjati biex jegħlbu l-limitazzjonijiet tas-silikon għaliex huwa materjal b'band gap dejjaq u għalhekk jikkawża tnixxija fqira tal-konduttività elettrika, li ssir aktar evidenti hekk kif it-temperatura, il-vultaġġ jew il-frekwenza jiżdiedu. Il-limitu loġiku għal din it-tnixxija huwa l-konduttività mhux ikkontrollata, ekwivalenti għal ħsara operattiva tas-semikondutturi.
Minn dawn iż-żewġ materjali b'band gap wiesa', GaN huwa prinċipalment adattat għal skemi ta' implimentazzjoni ta' qawwa baxxa u medja, madwar 1 kV u taħt il-100 A. Qasam ta' tkabbir sinifikanti għall-GaN huwa l-użu tiegħu fid-dawl LED, iżda qed jikber ukoll f'użi oħra ta' qawwa baxxa bħal komunikazzjonijiet awtomotivi u RF. B'kuntrast, it-teknoloġiji madwar is-SiC huma żviluppati aħjar mill-GaN u huma aktar adattati għal applikazzjonijiet ta' qawwa ogħla bħal invertituri tat-trazzjoni ta' vetturi elettriċi, trasmissjoni tal-enerġija, tagħmir HVAC kbir, u sistemi industrijali.
L-apparati SiC huma kapaċi joperaw f'vultaġġi ogħla, frekwenzi ta' swiċċjar ogħla, u temperaturi ogħla mis-Si MOSFETs. Taħt dawn il-kundizzjonijiet, is-SiC għandu prestazzjoni, effiċjenza, densità tal-qawwa u affidabbiltà ogħla. Dawn il-vantaġġi qed jgħinu lid-disinjaturi jnaqqsu d-daqs, il-piż u l-ispiża tal-konvertituri tal-qawwa biex jagħmluhom aktar kompetittivi, speċjalment f'segmenti tas-suq qligħ bħall-avjazzjoni, il-militar u l-vetturi elettriċi.
Is-SiC MOSFETs għandhom rwol kruċjali fl-iżvilupp ta' apparati ta' konverżjoni tal-enerġija tal-ġenerazzjoni li jmiss minħabba l-abbiltà tagħhom li jiksbu effiċjenza akbar fl-enerġija f'disinji bbażati fuq komponenti iżgħar. Il-bidla teħtieġ ukoll li l-inġiniera jerġgħu jikkunsidraw xi wħud mit-tekniki tad-disinn u l-ittestjar li tradizzjonalment jintużaw biex jinħolqu elettronika tal-enerġija.
Id-domanda għal testijiet rigorużi qed tikber
Biex jiġi sfruttat bis-sħiħ il-potenzjal tal-apparati SiC u GaN, huma meħtieġa kejl preċiż waqt l-operazzjoni tal-iswiċċjar biex jiġu ottimizzati l-effiċjenza u l-affidabbiltà. Il-proċeduri tal-ittestjar għall-apparati semikondutturi SiC u GaN għandhom iqisu l-frekwenzi u l-vultaġġi operattivi ogħla ta' dawn l-apparati.
L-iżvilupp ta' għodod ta' ttestjar u kejl, bħal ġeneraturi ta' funzjonijiet arbitrarji (AFGs), oxxilloskopji, strumenti tal-unità tal-kejl tas-sors (SMU), u analizzaturi tal-parametri, qed jgħin lill-inġiniera tad-disinn tal-enerġija jiksbu riżultati aktar b'saħħithom aktar malajr. Dan l-aġġornament tat-tagħmir qed jgħinhom ilaħħqu mal-isfidi ta' kuljum. "Il-minimizzazzjoni tat-telf tal-iswiċċjar tibqa' sfida ewlenija għall-inġiniera tat-tagħmir tal-enerġija," qal Jonathan Tucker, kap tal-Kummerċjalizzazzjoni tal-Provvista tal-Enerġija f'Teck/Gishili. Dawn id-disinji jridu jitkejlu b'mod rigoruż biex tiġi żgurata l-konsistenza. Waħda mit-tekniki ewlenin tal-kejl tissejjaħ it-test tal-impuls doppju (DPT), li huwa l-metodu standard għall-kejl tal-parametri tal-iswiċċjar tal-MOSFETs jew apparati tal-enerġija IGBT.
Is-setup biex jitwettaq test b'impuls doppju tas-semikondutturi SiC jinkludi: ġeneratur tal-funzjoni biex imexxi l-grilja MOSFET; Oxxilloskopju u softwer tal-analiżi għall-kejl tal-VDS u l-ID. Minbarra l-ittestjar b'impuls doppju, jiġifieri, minbarra l-ittestjar fil-livell taċ-ċirkwit, hemm ittestjar fil-livell tal-materjal, ittestjar fil-livell tal-komponent u ittestjar fil-livell tas-sistema. L-innovazzjonijiet fl-għodod tat-test ippermettew lill-inġiniera tad-disinn fl-istadji kollha taċ-ċiklu tal-ħajja biex jaħdmu lejn apparati ta' konverżjoni tal-enerġija li jistgħu jissodisfaw rekwiżiti stretti tad-disinn b'mod kosteffettiv.
Il-fatt li jkunu ppreparati biex jiċċertifikaw tagħmir b'reazzjoni għal bidliet regolatorji u ħtiġijiet teknoloġiċi ġodda għat-tagħmir tal-utent finali, mill-ġenerazzjoni tal-enerġija sal-vetturi elettriċi, jippermetti lill-kumpaniji li jaħdmu fuq l-elettronika tal-enerġija jiffokaw fuq innovazzjoni b'valur miżjud u jqiegħdu l-pedamenti għat-tkabbir fil-futur.
Ħin tal-posta: 27 ta' Marzu 2023