ग्यालियम नाइट्राइड (GaN) र सिलिकन कार्बाइड (SiC) द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको तेस्रो पुस्ताको अर्धचालकहरू तिनीहरूको उत्कृष्ट गुणहरूको कारण द्रुत रूपमा विकसित भएका छन्। यद्यपि, यी उपकरणहरूको क्षमतालाई ट्याप गर्न र तिनीहरूको दक्षता र विश्वसनीयतालाई अनुकूलन गर्नको लागि तिनीहरूको प्यारामिटरहरू र विशेषताहरू कसरी सही रूपमा मापन गर्ने भन्ने कुराको लागि उच्च-परिशुद्धता मापन उपकरण र व्यावसायिक विधिहरू आवश्यक पर्दछ।
सिलिकन कार्बाइड (SiC) र ग्यालियम नाइट्राइड (GaN) द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको नयाँ पुस्ताको वाइड ब्यान्ड ग्याप (WBG) सामग्रीहरू व्यापक रूपमा प्रयोग हुँदै गइरहेका छन्। विद्युतीय रूपमा, यी पदार्थहरू सिलिकन र अन्य विशिष्ट अर्धचालक सामग्रीहरू भन्दा इन्सुलेटरहरूको नजिक छन्। यी पदार्थहरू सिलिकनको सीमितताहरू पार गर्न डिजाइन गरिएको हो किनभने यो एक साँघुरो ब्यान्ड-ग्याप सामग्री हो र त्यसैले विद्युतीय चालकताको कमजोर चुहावट निम्त्याउँछ, जुन तापक्रम, भोल्टेज वा फ्रिक्वेन्सी बढ्दै जाँदा बढी स्पष्ट हुन्छ। यस चुहावटको तार्किक सीमा अनियन्त्रित चालकता हो, जुन अर्धचालक सञ्चालन विफलता बराबर हो।
यी दुई फराकिलो ब्यान्ड ग्याप सामग्रीहरू मध्ये, GaN मुख्यतया कम र मध्यम पावर कार्यान्वयन योजनाहरूको लागि उपयुक्त छ, लगभग १ kV र १०० A भन्दा कम। GaN को लागि एउटा महत्त्वपूर्ण विकास क्षेत्र भनेको LED प्रकाशमा यसको प्रयोग हो, तर अटोमोटिभ र RF सञ्चार जस्ता अन्य कम-पावर प्रयोगहरूमा पनि बढ्दैछ। यसको विपरित, SiC वरपरका प्रविधिहरू GaN भन्दा राम्रोसँग विकसित छन् र विद्युतीय सवारी साधन कर्षण इन्भर्टरहरू, पावर ट्रान्समिशन, ठूला HVAC उपकरणहरू, र औद्योगिक प्रणालीहरू जस्ता उच्च पावर अनुप्रयोगहरूको लागि राम्रोसँग उपयुक्त छन्।
SiC उपकरणहरू Si MOSFET हरू भन्दा उच्च भोल्टेज, उच्च स्विचिंग फ्रिक्वेन्सी र उच्च तापक्रममा सञ्चालन गर्न सक्षम छन्। यी अवस्थाहरूमा, SiC मा उच्च प्रदर्शन, दक्षता, पावर घनत्व र विश्वसनीयता छ। यी फाइदाहरूले डिजाइनरहरूलाई पावर कन्भर्टरहरूको आकार, तौल र लागत घटाउन मद्दत गरिरहेका छन् जसले गर्दा तिनीहरूलाई थप प्रतिस्पर्धी बनाउन सकिन्छ, विशेष गरी उड्डयन, सैन्य र विद्युतीय सवारी साधनहरू जस्ता आकर्षक बजार खण्डहरूमा।
साना कम्पोनेन्टहरूमा आधारित डिजाइनहरूमा बढी ऊर्जा दक्षता हासिल गर्ने क्षमताको कारणले गर्दा SiC MOSFET ले अर्को पुस्ताको पावर रूपान्तरण उपकरणहरूको विकासमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यो परिवर्तनले इन्जिनियरहरूलाई पावर इलेक्ट्रोनिक्स सिर्जना गर्न परम्परागत रूपमा प्रयोग गरिने केही डिजाइन र परीक्षण प्रविधिहरू पुन: अवलोकन गर्न पनि आवश्यक छ।
कडा परीक्षणको माग बढ्दै छ
SiC र GaN उपकरणहरूको क्षमतालाई पूर्ण रूपमा महसुस गर्न, दक्षता र विश्वसनीयतालाई अनुकूलन गर्न स्विचिङ सञ्चालनको क्रममा सटीक मापन आवश्यक पर्दछ। SiC र GaN अर्धचालक उपकरणहरूको लागि परीक्षण प्रक्रियाहरूले यी उपकरणहरूको उच्च अपरेटिङ फ्रिक्वेन्सी र भोल्टेजहरूलाई ध्यानमा राख्नुपर्छ।
परीक्षण र मापन उपकरणहरूको विकास, जस्तै मनमानी फंक्शन जेनेरेटर (AFGs), ओसिलोस्कोप, स्रोत मापन एकाइ (SMU) उपकरणहरू, र प्यारामिटर विश्लेषकहरूले पावर डिजाइन इन्जिनियरहरूलाई अझ छिटो शक्तिशाली परिणामहरू प्राप्त गर्न मद्दत गरिरहेको छ। उपकरणको यो स्तरोन्नतिले उनीहरूलाई दैनिक चुनौतीहरूको सामना गर्न मद्दत गरिरहेको छ। "स्विचिङ घाटा कम गर्नु पावर उपकरण इन्जिनियरहरूको लागि एक प्रमुख चुनौती बनेको छ," टेक/गिशिलीका पावर सप्लाई मार्केटिङ प्रमुख जोनाथन टकरले भने। स्थिरता सुनिश्चित गर्न यी डिजाइनहरूलाई कडाइका साथ मापन गर्नुपर्छ। प्रमुख मापन प्रविधिहरू मध्ये एकलाई डबल पल्स टेस्ट (DPT) भनिन्छ, जुन MOSFETs वा IGBT पावर उपकरणहरूको स्विचिङ प्यारामिटरहरू मापन गर्ने मानक विधि हो।
SiC अर्धचालक डबल पल्स परीक्षण गर्न सेटअपमा समावेश छ: MOSFET ग्रिड चलाउन फंक्शन जेनेरेटर; VDS र ID मापन गर्न ओसिलोस्कोप र विश्लेषण सफ्टवेयर। डबल-पल्स परीक्षणको अतिरिक्त, अर्थात्, सर्किट स्तर परीक्षणको अतिरिक्त, त्यहाँ सामग्री स्तर परीक्षण, घटक स्तर परीक्षण र प्रणाली स्तर परीक्षण छन्। परीक्षण उपकरणहरूमा आविष्कारहरूले जीवनचक्रको सबै चरणहरूमा डिजाइन इन्जिनियरहरूलाई पावर रूपान्तरण उपकरणहरू तर्फ काम गर्न सक्षम बनाएको छ जसले लागत-प्रभावी रूपमा कडा डिजाइन आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ।
विद्युत उत्पादनदेखि विद्युतीय सवारी साधनसम्म, अन्तिम-प्रयोगकर्ता उपकरणहरूको लागि नियामक परिवर्तनहरू र नयाँ प्राविधिक आवश्यकताहरूको प्रतिक्रियामा उपकरणहरू प्रमाणित गर्न तयार हुनुले, पावर इलेक्ट्रोनिक्समा काम गर्ने कम्पनीहरूलाई मूल्य अभिवृद्धि नवप्रवर्तनमा ध्यान केन्द्रित गर्न र भविष्यको विकासको लागि जग बसाल्न अनुमति दिन्छ।
पोस्ट समय: मार्च-२७-२०२३