碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)為代表的新一代寬禁帶(WBG)材料的使用度正變得越來(lái)越高。在電氣方面，這些物質(zhì)比硅和其他典型半導(dǎo)體材料更接近絕緣體。這些物質(zhì)的采用旨在克服硅的局限性，而這些局限性源自其是一種窄禁帶材料，所以會(huì)引發(fā)不良的導(dǎo)電性泄漏，且會(huì)隨著溫度、電壓或頻率的提高而變得更加明顯。這種泄漏的邏輯極限是不可控的導(dǎo)電率，相當(dāng)于半導(dǎo)體運(yùn)行失效。

在這兩種寬禁帶材料中，GaN主要適合中低檔功率實(shí)現(xiàn)方案，大約在1 kV和100 A以下。GaN的一個(gè)顯著增長(zhǎng)領(lǐng)域是它在LED照明中的應(yīng)用，而且在汽車(chē)和射頻通信等其他低功率用途中的應(yīng)用也在增長(zhǎng)。相比之下，圍繞SiC的技術(shù)比GaN發(fā)展得更好，也更適合于更高功率的應(yīng)用，如電動(dòng)汽車(chē)牽引逆變器、電力傳輸、大型HVAC設(shè)備和工業(yè)系統(tǒng)。

與Si MOSFETs相比，SiC器件能夠在更高的電壓、更高的開(kāi)關(guān)頻率和更高的溫度下工作。在這些條件下，SiC具有更高的性能、效率、功率密度和可靠性。這些優(yōu)勢(shì)正幫助設(shè)計(jì)人員降低功率轉(zhuǎn)換器的尺寸、重量和成本，使其更具競(jìng)爭(zhēng)力，特別是在利潤(rùn)豐厚的細(xì)分市場(chǎng)中，比如航空、軍工和電動(dòng)汽車(chē)。

【資料圖】

由于SiC MOSFETs能夠在基于更小元器件的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)更高的能效，因此其在下一代功率轉(zhuǎn)換設(shè)備開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。同時(shí)，這種轉(zhuǎn)換還要求工程師重新審視在創(chuàng)建電力電子器件時(shí)傳統(tǒng)上一直使用的部分設(shè)計(jì)和測(cè)試技術(shù)。

5系MSO示波器上的雙脈沖測(cè)試軟件自動(dòng)測(cè)量啟動(dòng)期間的能量損耗(Eon)和關(guān)鍵定時(shí)參數(shù)。

對(duì)嚴(yán)格測(cè)試的要求不斷增長(zhǎng)

為了充分實(shí)現(xiàn)SiC和GaN器件的潛力，需要在開(kāi)關(guān)操作期間進(jìn)行精確測(cè)量，以優(yōu)化效率和可靠性。SiC和GaN半導(dǎo)體器件的測(cè)試程序必須考慮到這些器件的更高工作頻率和電壓。

測(cè)試測(cè)量工具的發(fā)展，如任意函數(shù)發(fā)生器(AFGs)、示波器、源測(cè)量單元(SMU)儀器和參數(shù)分析儀，正在幫助電源設(shè)計(jì)工程師更迅速地獲得更強(qiáng)大的結(jié)果。這種設(shè)備的升級(jí)換代，正幫助他們應(yīng)對(duì)日常挑戰(zhàn)。泰克/吉時(shí)利電源市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人Jonathan Tucker表示："最大限度地減少開(kāi)關(guān)損耗仍然是電源設(shè)備工程師面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)；這些設(shè)計(jì)必須進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)量，以確保一致性。其中一項(xiàng)關(guān)鍵測(cè)量技術(shù)稱(chēng)為雙脈沖測(cè)試 (DPT)，這是測(cè)量MOSFETs或IGBT功率器件開(kāi)關(guān)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法。"

執(zhí)行SiC半導(dǎo)體雙脈沖測(cè)試的設(shè)置包括：函數(shù)發(fā)生器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)MOSFET柵極；示波器及分析軟件，用來(lái)測(cè)量VDS和 ID。除雙脈沖測(cè)試外，即除了電路級(jí)測(cè)試外，還有材料級(jí)測(cè)試、元件級(jí)測(cè)試和系統(tǒng)級(jí)測(cè)試都需要進(jìn)行。測(cè)試工具的創(chuàng)新使得處于生命周期各個(gè)階段的設(shè)計(jì)工程師都能朝著電源轉(zhuǎn)換設(shè)備的方向努力，使其能夠經(jīng)濟(jì)高效地滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求。

泰克為成功實(shí)現(xiàn)寬禁帶器件提供了多種工具，下面是泰克為滿足當(dāng)今寬禁帶要求提供的部分工具：

源測(cè)量單元(SMU)儀器

任意函數(shù)發(fā)生器(AFGs)

示波器

參數(shù)分析儀

準(zhǔn)備好針對(duì)監(jiān)管變化和從發(fā)電到電動(dòng)汽車(chē)等終端用戶設(shè)備的新技術(shù)需求對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，使研發(fā)電力電子的公司能夠?qū)Ｗ⒂谠鲋祫?chuàng)新，為未來(lái)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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