Bii o ṣe le wọn awọn ẹrọ SiC ati GaN ni deede lati lo agbara, mu ṣiṣe ati igbẹkẹle dara si

Ìran kẹta ti awọn semiconductors, ti a fi gallium nitride (GaN) ati silicon carbide (SiC) ṣe aṣoju, ni a ti dagbasoke ni kiakia nitori awọn agbara didara wọn. Sibẹsibẹ, bi a ṣe le wọn awọn paramita ati awọn abuda ti awọn ẹrọ wọnyi ni deede lati le lo agbara wọn ati mu ṣiṣe ati igbẹkẹle wọn dara si nilo awọn ohun elo wiwọn deedee giga ati awọn ọna ọjọgbọn.

Ìran tuntun ti awọn ohun elo wide band gap (WBG) ti a ṣojuuṣe nipasẹ silicon carbide (SiC) ati gallium nitride (GaN) ti di lilo pupọ ati siwaju sii. Ni ọna ina, awọn nkan wọnyi sunmọ awọn insulators ju silicon ati awọn ohun elo semiconductor miiran deede. Awọn nkan wọnyi ni a ṣe lati bori awọn idiwọn ti silicon nitori pe o jẹ ohun elo band-gap ti o dín ati nitorinaa o fa jijo ti ko dara ti conductivity ina, eyiti o di diẹ sii bi iwọn otutu, foliteji tabi igbohunsafẹfẹ ti n pọ si. Idiwọn ti o yege fun jijo yii ni conductivity ti ko ni iṣakoso, deede si ikuna iṣẹ semiconductor.

Nínú àwọn ohun èlò méjì tó gbòòrò, GaN dára jùlọ fún àwọn ètò ìṣiṣẹ́ agbára kékeré àti àárín, ní nǹkan bí 1 kV àti ní ìsàlẹ̀ 100 A. Agbègbè ìdàgbàsókè pàtàkì kan fún GaN ni lílò rẹ̀ nínú ìmọ́lẹ̀ LED, ṣùgbọ́n ó tún ń dàgbàsókè nínú àwọn lílò agbára kékeré bíi ìbánisọ̀rọ̀ ọkọ̀ àti RF. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tó yí SiC ká dára ju GaN lọ, wọ́n sì dára jù fún àwọn ohun èlò agbára gíga bíi àwọn inverters traction ọkọ̀ iná mànàmáná, ìfiranṣẹ́ agbára, ohun èlò HVAC ńlá, àti àwọn ètò ilé iṣẹ́.

Àwọn ẹ̀rọ SiC lè ṣiṣẹ́ ní àwọn fólítì gíga, àwọn ìgbà tí a bá ń yí padà, àti àwọn iwọ̀n otútù tí ó ga ju Si MOSFETs lọ. Lábẹ́ àwọn ipò wọ̀nyí, SiC ní iṣẹ́ gíga, ìṣiṣẹ́, agbára ìwúwo àti ìgbẹ́kẹ̀lé. Àwọn àǹfààní wọ̀nyí ń ran àwọn apẹ̀ẹrẹ lọ́wọ́ láti dín ìwọ̀n, ìwúwo àti iye owó àwọn olùyípadà agbára kù láti jẹ́ kí wọ́n dije sí i, pàápàá jùlọ ní àwọn ẹ̀ka ọjà tí ó ń tà èrè bíi ọkọ̀ òfúrufú, ọkọ̀ ológun àti ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ iná mànàmáná.

Àwọn SiC MOSFET kó ipa pàtàkì nínú ìdàgbàsókè àwọn ẹ̀rọ ìyípadà agbára ìran tó ń bọ̀ nítorí agbára wọn láti ṣe àṣeyọrí agbára tó ga jùlọ nínú àwọn àwòrán tí a gbé ka orí àwọn èròjà kéékèèké. Ìyípadà náà tún nílò kí àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ tún wo díẹ̀ lára ​​àwọn ọ̀nà ìṣètò àti ìdánwò tí a máa ń lò láti ṣẹ̀dá ẹ̀rọ itanna agbára.

Ibeere fun idanwo lile n dagba sii

Láti mọ agbára àwọn ẹ̀rọ SiC àti GaN dáadáa, a nílò àwọn ìwọ̀n pàtó nígbà tí a bá ń ṣiṣẹ́ ìyípadà láti mú kí iṣẹ́ náà sunwọ̀n síi àti ìgbẹ́kẹ̀lé. Àwọn ìlànà ìdánwò fún àwọn ẹ̀rọ semiconductor SiC àti GaN gbọ́dọ̀ gba àwọn ìgbà tí ó ga jùlọ àti fólítì àwọn ẹ̀rọ wọ̀nyí rò.

Ìdàgbàsókè àwọn irinṣẹ́ ìdánwò àti ìwọ̀n, bíi àwọn ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ aláìṣedéédé (AFGs), àwọn oscilloscopes, àwọn ohun èlò ìwọ̀n orísun (SMU), àti àwọn olùṣàyẹ̀wò paramita, ń ran àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ apẹ̀rẹ agbára lọ́wọ́ láti ṣe àṣeyọrí àwọn àbájáde tó lágbára sí i ní kíákíá. Ìmúdàgbàsókè àwọn ohun èlò yìí ń ràn wọ́n lọ́wọ́ láti kojú àwọn ìpèníjà ojoojúmọ́. “Dídínkù àwọn àdánù ìyípadà ṣì jẹ́ ìpèníjà pàtàkì fún àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ apẹ̀rẹ agbára,” Jonathan Tucker, olórí Títa Ipese Agbara ní Teck/Gishili sọ. Àwọn àwòrán wọ̀nyí gbọ́dọ̀ jẹ́ èyí tí a wọ̀n dáadáa láti rí i dájú pé ó dúró ṣinṣin. Ọ̀kan lára ​​àwọn ọ̀nà ìwọ̀n pàtàkì ni a ń pè ní ìdánwò pulse double (DPT), èyí tí í ṣe ọ̀nà ìṣàyẹ̀wò fún wíwọ̀n àwọn pàrámítà ìyípadà ti MOSFETs tàbí àwọn ẹ̀rọ agbára IGBT.

Eto lati ṣe idanwo pulse meji ti semiconductor SiC pẹlu: ẹrọ amuṣiṣẹ lati wakọ akoj MOSFET; Oscilloscope ati sọfitiwia itupalẹ fun wiwọn VDS ati ID. Ni afikun si idanwo pulse meji, iyẹn ni, ni afikun si idanwo ipele circuit, awọn idanwo ipele ohun elo wa, idanwo ipele paati ati idanwo ipele eto. Awọn imotuntun ninu awọn irinṣẹ idanwo ti jẹ ki awọn onimọ-ẹrọ apẹrẹ ni gbogbo awọn ipele ti igbesi aye ṣiṣẹ si awọn ẹrọ iyipada agbara ti o le pade awọn ibeere apẹrẹ ti o muna ni idiyele daradara.

Jíjẹ́ tí a múra sílẹ̀ láti jẹ́rìí sí àwọn ohun èlò ní ìdáhùn sí àwọn àyípadà ìlànà àti àwọn àìní ìmọ̀-ẹ̀rọ tuntun fún àwọn ohun èlò olùlò ìkẹyìn, láti ìṣẹ̀dá agbára sí àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ iná mànàmáná, ó fún àwọn ilé-iṣẹ́ tí ń ṣiṣẹ́ lórí ẹ̀rọ itanna agbára láyè láti dojúkọ àwọn ìṣẹ̀dá tuntun tí a fi kún iye wọn kí wọ́n sì fi ìpìlẹ̀ lélẹ̀ fún ìdàgbàsókè ọjọ́ iwájú.