సామర్థ్యాన్ని వెలికితీయడానికి, సమర్థత మరియు విశ్వసనీయతను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి SiC మరియు GaN పరికరాలను ఖచ్చితంగా ఎలా కొలవాలి

గాలియం నైట్రైడ్ (GaN) మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) వంటి మూడవ తరం సెమీకండక్టర్లు, వాటి అద్భుతమైన లక్షణాల కారణంగా వేగంగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. అయితే, వాటి సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా వినియోగించుకోవడానికి, వాటి సమర్థత మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి ఈ పరికరాల పారామితులను మరియు లక్షణాలను ఖచ్చితంగా కొలవడానికి అధిక-ఖచ్చితత్వ కొలత పరికరాలు మరియు వృత్తిపరమైన పద్ధతులు అవసరం.

సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) మరియు గాలియం నైట్రైడ్ (GaN) వంటి కొత్త తరం వైడ్ బ్యాండ్ గ్యాప్ (WBG) పదార్థాలు రోజురోజుకు మరింత విస్తృతంగా వాడుకలోకి వస్తున్నాయి. విద్యుత్ పరంగా, ఈ పదార్థాలు సిలికాన్ మరియు ఇతర సాధారణ సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో పోలిస్తే ఇన్సులేటర్లకు దగ్గరగా ఉంటాయి. సిలికాన్ ఒక నారో బ్యాండ్-గ్యాప్ పదార్థం కావడం వల్ల, అది విద్యుత్ వాహకతలో పేలవమైన లీకేజీకి కారణమవుతుంది. ఉష్ణోగ్రత, వోల్టేజ్ లేదా ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ ఈ లీకేజీ మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది. ఈ పరిమితులను అధిగమించడానికి ఈ పదార్థాలను రూపొందించారు. ఈ లీకేజీకి ఉన్న తార్కిక పరిమితి అనియంత్రిత వాహకత, ఇది ఒక సెమీకండక్టర్ పనిచేయడంలో వైఫల్యానికి సమానం.

ఈ రెండు విస్తృత బ్యాండ్ గ్యాప్ పదార్థాలలో, GaN ప్రధానంగా తక్కువ మరియు మధ్యస్థ శక్తి అమలు పథకాలకు, అంటే సుమారు 1 kV మరియు 100 A కంటే తక్కువకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. GaN యొక్క ఒక ముఖ్యమైన అభివృద్ధి చెందుతున్న రంగం LED లైటింగ్‌లో దాని ఉపయోగం, కానీ ఆటోమోటివ్ మరియు RF కమ్యూనికేషన్స్ వంటి ఇతర తక్కువ-శక్తి ఉపయోగాలలో కూడా ఇది పెరుగుతోంది. దీనికి విరుద్ధంగా, SiC చుట్టూ ఉన్న సాంకేతికతలు GaN కంటే మెరుగ్గా అభివృద్ధి చెందాయి మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహన ట్రాక్షన్ ఇన్వర్టర్లు, విద్యుత్ ప్రసారం, పెద్ద HVAC పరికరాలు మరియు పారిశ్రామిక వ్యవస్థల వంటి అధిక శక్తి అనువర్తనాలకు బాగా సరిపోతాయి.

Si MOSFET లతో పోలిస్తే SiC పరికరాలు అధిక వోల్టేజ్‌లు, అధిక స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలు మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేయగలవు. ఈ పరిస్థితులలో, SiC అధిక పనితీరు, సామర్థ్యం, ​​పవర్ డెన్సిటీ మరియు విశ్వసనీయతను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ప్రయోజనాలు, ముఖ్యంగా విమానయానం, సైనిక మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల వంటి లాభదాయకమైన మార్కెట్ విభాగాలలో, పవర్ కన్వర్టర్లను మరింత పోటీతత్వంగా మార్చడానికి వాటి పరిమాణం, బరువు మరియు ధరను తగ్గించడంలో డిజైనర్లకు సహాయపడుతున్నాయి.

చిన్న భాగాలపై ఆధారపడిన డిజైన్లలో అధిక శక్తి సామర్థ్యాన్ని సాధించగల సామర్థ్యం కారణంగా, SiC MOSFETలు తదుపరి తరం విద్యుత్ మార్పిడి పరికరాల అభివృద్ధిలో కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. ఈ మార్పు, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌ను రూపొందించడానికి సాంప్రదాయకంగా ఉపయోగించే కొన్ని డిజైన్ మరియు పరీక్షా పద్ధతులను ఇంజనీర్లు పునఃపరిశీలించాల్సిన అవసరాన్ని కూడా కల్పిస్తుంది.

కఠినమైన పరీక్షల కోసం డిమాండ్ పెరుగుతోంది

SiC మరియు GaN పరికరాల సామర్థ్యాన్ని పూర్తిగా గ్రహించడానికి, వాటి సామర్థ్యాన్ని మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరచడానికి స్విచ్చింగ్ ఆపరేషన్ సమయంలో ఖచ్చితమైన కొలతలు అవసరం. SiC మరియు GaN సెమీకండక్టర్ పరికరాల పరీక్షా విధానాలు, ఈ పరికరాల అధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలను మరియు వోల్టేజ్‌లను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

ఆర్బిట్రరీ ఫంక్షన్ జనరేటర్లు (AFGలు), ఆసిలోస్కోప్‌లు, సోర్స్ మెజర్‌మెంట్ యూనిట్ (SMU) పరికరాలు మరియు పారామీటర్ ఎనలైజర్‌ల వంటి పరీక్ష మరియు కొలత సాధనాల అభివృద్ధి, పవర్ డిజైన్ ఇంజనీర్లు మరింత శక్తివంతమైన ఫలితాలను మరింత వేగంగా సాధించడంలో సహాయపడుతోంది. ఈ పరికరాల ఉన్నతీకరణ, రోజువారీ సవాళ్లను ఎదుర్కోవడంలో వారికి తోడ్పడుతోంది. "పవర్ పరికరాల ఇంజనీర్లకు స్విచ్చింగ్ నష్టాలను తగ్గించడం ఒక ప్రధాన సవాలుగా మిగిలిపోయింది," అని టెక్/గిషిలిలోని పవర్ సప్లై మార్కెటింగ్ హెడ్ జోనాథన్ టక్కర్ అన్నారు. స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి ఈ డిజైన్‌లను కఠినంగా కొలవాలి. కీలకమైన కొలత పద్ధతులలో ఒకటి డబుల్ పల్స్ టెస్ట్ (DPT), ఇది MOSFETలు లేదా IGBT పవర్ పరికరాల స్విచ్చింగ్ పారామీటర్లను కొలవడానికి ప్రామాణిక పద్ధతి.

SiC సెమీకండక్టర్ డబుల్ పల్స్ టెస్ట్ నిర్వహించడానికి అవసరమైన సెటప్‌లో ఇవి ఉంటాయి: MOSFET గ్రిడ్‌ను డ్రైవ్ చేయడానికి ఫంక్షన్ జనరేటర్; VDS మరియు ID లను కొలవడానికి ఆసిలోస్కోప్ మరియు విశ్లేషణ సాఫ్ట్‌వేర్. డబుల్-పల్స్ టెస్టింగ్‌తో పాటు, అంటే సర్క్యూట్ స్థాయి టెస్టింగ్‌కు అదనంగా, మెటీరియల్ స్థాయి టెస్టింగ్, కాంపోనెంట్ స్థాయి టెస్టింగ్ మరియు సిస్టమ్ స్థాయి టెస్టింగ్ కూడా ఉంటాయి. టెస్ట్ టూల్స్‌లోని ఆవిష్కరణలు, లైఫ్‌సైకిల్‌లోని అన్ని దశలలో ఉన్న డిజైన్ ఇంజనీర్లకు, కఠినమైన డిజైన్ అవసరాలను తక్కువ ఖర్చుతో తీర్చగల పవర్ కన్వర్షన్ డివైజ్‌ల దిశగా పనిచేయడానికి వీలు కల్పించాయి.

విద్యుత్ ఉత్పత్తి నుండి ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల వరకు, తుది వినియోగదారుల పరికరాల కోసం నియంత్రణ మార్పులు మరియు కొత్త సాంకేతిక అవసరాలకు అనుగుణంగా పరికరాలను ధృవీకరించడానికి సిద్ధంగా ఉండటం, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌పై పనిచేస్తున్న కంపెనీలకు విలువ-జోడించిన ఆవిష్కరణలపై దృష్టి పెట్టడానికి మరియు భవిష్యత్ వృద్ధికి పునాది వేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.