?   氮化鎵和碳化硅如何增強性能？

?   測試和測量的進步如何幫助應(yīng)對當(dāng)前的挑戰(zhàn)？

?   如何為工程師簡化測試過程的技術(shù)和工具？

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從測試的角度來看寬禁帶技術(shù)帶來的諸多挑戰(zhàn)，例如如何篩選不同廠家的器件及必要性，如何解決目前寬禁帶器件應(yīng)用測試和驅(qū)動測試的難題，如何能充分發(fā)揮器件的性能等。泰克針對性的測試解決方案覆蓋了從半導(dǎo)體材料、生產(chǎn)、可靠性到電源設(shè)計應(yīng)用的全流程，幫助用好寬禁帶技術(shù)，推動技術(shù)進步。

不斷增長的電力電子市場受到氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬帶隙（WBG）半導(dǎo)體的驅(qū)動，這些半導(dǎo)體目前被應(yīng)用于汽車和射頻通信等要求苛刻的應(yīng)用。碳化硅和氮化鎵提供了增強的性能，包括比硅更高的功率密度、更小的尺寸、更好的高溫性能、更高的頻率響應(yīng)、更低的漏電流和更低的導(dǎo)通電阻，所有這些都提高了工作效率。

SiC/GaN帶來更大效率、更高功率密度

氮化鎵幫助縮小了尺寸、提高了功率密度，改善了從手機、手動電動工具到便攜式個人健康監(jiān)護系統(tǒng)的電池充電時間。由于減少了傳導(dǎo)損耗和更快的開關(guān)速度，WBG器件非常適合器件的快速充電。氮化鎵主要適用于低到中范圍的功率實現(xiàn)（低于約1 kV和100 a），如LED照明和射頻功率放大器。

圍繞碳化硅的技術(shù)比氮化鎵更先進，更適合于更高功率的實現(xiàn)，如電力傳輸、大型暖通空調(diào)設(shè)備和工業(yè)系統(tǒng)。與硅MOSFET相比，SiC MOSFET具有更高的性能、效率、功率密度和可靠性。這種優(yōu)勢的結(jié)合有助于設(shè)計師降低功率轉(zhuǎn)換器的尺寸、重量和成本，使其更具競爭力，尤其是在航空航天、軍用和電動汽車等利潤豐厚的細分市場。

從傳統(tǒng)硅到WBG半導(dǎo)體的過渡導(dǎo)致功率模塊設(shè)計在物理上更小，同時也提高了MOSFET的開關(guān)速度和能效。由于競爭壓力使這些設(shè)計參數(shù)更加關(guān)鍵，設(shè)計工程師必須重新評估其驗證和測試方法。

SiC/GaN也需要更嚴格的測試

雖然在功率轉(zhuǎn)換器的設(shè)計和生產(chǎn)過程中所需的測試類型與前幾代設(shè)備相似，但采用WBG材料意味著需要更嚴格的測試。

工程師們繼續(xù)要求更高的測量精度和更好地理解更高功率密度和效率的呼聲的能力。對能源效率的驅(qū)動對于增加測試的嚴格性是一個特別重要的貢獻。此外，數(shù)據(jù)測量必須足夠穩(wěn)健，以滿足監(jiān)管和認證要求，以及當(dāng)前JEDEC JC-70寬帶隙電力電子轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體標準。

工程師們繼續(xù)渴望更高的測量精度和更好地理解對更高功率密度和效率的需求的能力。

助力工程師應(yīng)對測試挑戰(zhàn)

測試和測量工具的進步，如任意函數(shù)發(fā)生器（AFG）、示波器、源測量單元（SMU）儀器和參數(shù)分析儀，正在幫助功率設(shè)計工程師更快地獲得更穩(wěn)健的結(jié)果。這些更新的設(shè)備幫助他們應(yīng)對日常挑戰(zhàn)，例如：

?   簡化測試設(shè)置以減少測量誤差

?   減少測量時間以提取開關(guān)參數(shù)

?   提高高效變流器設(shè)計的測量精度

最小化開關(guān)損耗仍然是電力設(shè)備工程師面臨的主要挑戰(zhàn)；這些設(shè)計必須嚴格測量，以確保符合性。一種關(guān)鍵的測量技術(shù)稱為雙脈沖測試（DPT），這是測量MOSFET或IGBT功率器件開關(guān)參數(shù)的標準方法。

DPT可以使用AFG和示波器完成。然而，從歷史上看，設(shè)置是一個耗時的過程，因為函數(shù)生成器通常沒有內(nèi)置的方式來配置和設(shè)置測試。不過，現(xiàn)在情況正在發(fā)生變化，新的AFG包括一個內(nèi)置的軟件應(yīng)用程序，可以從儀器的觸摸屏界面直接啟用DPT，大大簡化了工程師的過程。

隨著世界變得越來越緊密，我們的技術(shù)也在適應(yīng)，我們的工程工具和技術(shù)也必須如此。舊的測試工具和技術(shù)將根本不夠。如果沒有測量臨界值和確保重要設(shè)備功能的能力，我們的進展只能走這么遠。幸運的是，測試和測量工具的進步與WBG設(shè)備的發(fā)展保持同步，為工程師提供了做出良好決策所需的精確數(shù)據(jù)。

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