Galliy nitridi (GaN) va kremniy karbidi (SiC) bilan ifodalangan uchinchi avlod yarimo'tkazgichlar o'zlarining ajoyib xususiyatlari tufayli tez rivojlandi. Biroq, ushbu qurilmalarning potentsialidan foydalanish va samaradorligi va ishonchliligini optimallashtirish uchun ularning parametrlari va xususiyatlarini aniq o'lchash yuqori aniqlikdagi o'lchash uskunalari va professional usullarni talab qiladi.
Kremniy karbidi (SiC) va galliy nitridi (GaN) bilan ifodalangan yangi avlod keng polosali oraliq (WBG) materiallari tobora keng qo'llanilib bormoqda. Elektr jihatidan bu moddalar kremniy va boshqa odatiy yarimo'tkazgich materiallariga qaraganda izolyatorlarga yaqinroq. Bu moddalar kremniyning cheklovlarini yengib o'tish uchun mo'ljallangan, chunki u tor polosali oraliq material bo'lib, shuning uchun elektr o'tkazuvchanligining yomon oqishini keltirib chiqaradi, bu esa harorat, kuchlanish yoki chastota oshishi bilan yanada aniqroq bo'ladi. Bu oqishning mantiqiy chegarasi nazoratsiz o'tkazuvchanlikdir, bu yarimo'tkazgichning ishlamay qolishiga teng.
Ushbu ikkita keng polosali bo'shliq materiallaridan GaN asosan 1 kV atrofida va 100 A dan past bo'lgan past va o'rta quvvatli dasturlar uchun mos keladi. GaN uchun muhim o'sish sohalaridan biri uning LED yoritishda qo'llanilishi, shuningdek, avtomobil va RF aloqasi kabi boshqa kam quvvatli dasturlarda ham o'sib borayotganidir. Aksincha, SiC bilan bog'liq texnologiyalar GaN ga qaraganda yaxshiroq rivojlangan va elektr transport vositalarining tortish invertorlari, elektr uzatish, katta HVAC uskunalari va sanoat tizimlari kabi yuqori quvvatli dasturlarga ko'proq mos keladi.
SiC qurilmalari Si MOSFETlarga qaraganda yuqori kuchlanishlarda, yuqori kommutatsiya chastotalarida va yuqori haroratlarda ishlashga qodir. Bunday sharoitlarda SiC yuqori ishlash, samaradorlik, quvvat zichligi va ishonchlilikka ega. Ushbu afzalliklar dizaynerlarga quvvat konvertorlarining o'lchamlarini, vaznini va narxini kamaytirishga yordam beradi, bu ularni, ayniqsa aviatsiya, harbiy va elektr transport vositalari kabi daromadli bozor segmentlarida raqobatbardosh qiladi.
SiC MOSFETlari kichikroq komponentlarga asoslangan dizaynlarda yuqori energiya samaradorligiga erishish qobiliyati tufayli keyingi avlod quvvatni o'zgartirish qurilmalarini ishlab chiqishda muhim rol o'ynaydi. Ushbu o'zgarish, shuningdek, muhandislardan an'anaviy ravishda quvvat elektronikasini yaratishda qo'llaniladigan ba'zi dizayn va sinov texnikalarini qayta ko'rib chiqishni talab qiladi.
Qattiq sinovlarga talab ortib bormoqda
SiC va GaN qurilmalarining salohiyatini to'liq anglash uchun samaradorlik va ishonchlilikni optimallashtirish maqsadida kommutatsiya jarayonida aniq o'lchovlar talab qilinadi. SiC va GaN yarimo'tkazgich qurilmalarini sinovdan o'tkazish protseduralari ushbu qurilmalarning yuqori ish chastotalari va kuchlanishlarini hisobga olishi kerak.
Ixtiyoriy funksiya generatorlari (AFG), osiloskoplar, manba o'lchov birligi (SMU) asboblari va parametr analizatorlari kabi sinov va o'lchash vositalarining ishlab chiqilishi energiya loyihalash muhandislariga tezroq kuchliroq natijalarga erishishga yordam bermoqda. Uskunalarning ushbu yangilanishi ularga kundalik qiyinchiliklarni engishga yordam bermoqda. "Kommutatsiya yo'qotishlarini minimallashtirish energiya uskunalari muhandislari uchun katta muammo bo'lib qolmoqda", dedi Teck/Gishili kompaniyasining energiya ta'minoti marketingi bo'limi rahbari Jonatan Taker. Ushbu dizaynlar izchillikni ta'minlash uchun qat'iy o'lchanishi kerak. Asosiy o'lchash usullaridan biri MOSFET yoki IGBT quvvat qurilmalarining kommutatsiya parametrlarini o'lchashning standart usuli bo'lgan ikki tomonlama impulsli sinov (DPT) deb ataladi.
SiC yarimo'tkazgichli ikki impulsli sinovni o'tkazish uchun sozlash quyidagilarni o'z ichiga oladi: MOSFET tarmog'ini boshqarish uchun funksiya generatori; VDS va ID ni o'lchash uchun osiloskop va tahlil dasturi. Ikki impulsli sinovdan tashqari, ya'ni elektron darajadagi sinovdan tashqari, material darajasidagi sinov, komponent darajasidagi sinov va tizim darajasidagi sinovlar ham mavjud. Sinov vositalaridagi innovatsiyalar hayot aylanishining barcha bosqichlarida dizayn muhandislariga qat'iy dizayn talablariga iqtisodiy jihatdan samarali javob bera oladigan quvvatni o'zgartirish qurilmalari ustida ishlash imkonini berdi.
Elektr energiyasi ishlab chiqarishdan tortib elektr transport vositalarigacha bo'lgan oxirgi foydalanuvchi uskunalari uchun tartibga solish o'zgarishlari va yangi texnologik ehtiyojlarga javoban uskunalarni sertifikatlashga tayyor bo'lish, elektr elektronikasi sohasida ishlaydigan kompaniyalarga qo'shimcha qiymatli innovatsiyalarga e'tibor qaratish va kelajakdagi o'sish uchun poydevor qo'yish imkonini beradi.
Nashr vaqti: 2023-yil 27-mart