減少碳排放的迫切需求推動(dòng)了對(duì)電氣技術(shù)的投資，特別是數(shù)據(jù)中心和電動(dòng)汽車領(lǐng)域。根據(jù)彭博社最新的電動(dòng)汽車展望報(bào)告，到 2050 年，幾乎所有道路運(yùn)輸都將實(shí)現(xiàn)電氣化，預(yù)計(jì)將導(dǎo)致全球電力需求激增 27%。這一趨勢(shì)凸顯了電氣解決方案在遏制溫室氣體排放和塑造更具可持續(xù)性的未來方面的重要意義。

越來越多的氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 等寬帶隙 (WBG) 半導(dǎo)體取代開關(guān)模式電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的硅基功率 MOSFET 和 IGBT。這種轉(zhuǎn)變是由 GaN 和 SiC 器件的出色性能帶來的，包括比硅器件更快的開關(guān)速度、更高的功率密度、更好的頻率響應(yīng)、更小的泄漏電流、更低的導(dǎo)通電阻以及更高的工作溫度。結(jié)果是提高了運(yùn)行效率，降低了能耗，有助于遵守法規(guī)和認(rèn)證要求，以及符合當(dāng)前的 JEDEC JC-70 寬帶隙電力電子轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)。為了確保合規(guī)性，需要對(duì)這些先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行全面測(cè)試，這不僅富有挑戰(zhàn)性，還需要新的測(cè)試策略。

泰克在最近的文章“自動(dòng)執(zhí)行 WBG 器件的雙脈沖測(cè)試”中探討了如何通過對(duì) SiC 和 GaN 功率器件等寬帶隙器件自動(dòng)執(zhí)行雙脈沖測(cè)試，從而顯著縮短設(shè)置和分析時(shí)間。

驗(yàn)證基于 SiC 或 GaN 的 WBG 器件時(shí)，工程師必須測(cè)試多個(gè)參數(shù)，包括：

•  開關(guān)損耗：精確的時(shí)間對(duì)齊至關(guān)重要。捕獲信號(hào)時(shí)的納秒誤差可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確。

•  峰值電壓：在大電流、高速硬開關(guān)過程中，常常會(huì)出現(xiàn)電壓尖峰。

•  峰值電流：WBG 晶體管的快速開關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生尖峰電流，給器件施加壓力，并可能縮短器件的使用壽命。

•  反向恢復(fù)電荷：對(duì)反向恢復(fù)電荷行為進(jìn)行量化，以了解其對(duì)總損耗的貢獻(xiàn)。

雙脈沖測(cè)試 (DPT) 是測(cè)量寬帶隙 (WBG) 器件的開關(guān)和二極管反向恢復(fù)參數(shù)的首選方法。這種高效的測(cè)試方法可以收集關(guān)鍵測(cè)量結(jié)果，從而高效地驗(yàn)證和優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)闡述了 DPT 信號(hào)的定義，分享了帶有測(cè)量軟件的示波器如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試設(shè)置、執(zhí)行和分析。自動(dòng)測(cè)量軟件通過消除手動(dòng)步驟來簡(jiǎn)化流程，既能節(jié)省時(shí)間，又能確保結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。

雙脈沖測(cè)試 (DPT) 方法是評(píng)估功率器件的開關(guān)參數(shù)和動(dòng)態(tài)行為的首選方法。采用自動(dòng) DPT 設(shè)置和分析，可以顯著縮短測(cè)試時(shí)間，加快下一代電源轉(zhuǎn)換器的上市速度。此外，完全遠(yuǎn)程控制運(yùn)行測(cè)試可以提高安全性，避免與高電壓、高電流的被測(cè)設(shè)備 (DUT) 直接接觸。

臨界值的測(cè)量和功能性的確保對(duì)于滿足能源需求和推動(dòng)全球碳減排至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須對(duì)新材料進(jìn)行研究和測(cè)試，使我們更接近滿足能源需求和遵守新效率標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。值得注意的是，可通過及時(shí)采取行動(dòng)和推動(dòng)功率器件技術(shù)的進(jìn)步來緩解彭博社預(yù)估的 27% 的增長(zhǎng)率。

應(yīng)用筆記 – 使用示波器和任意函數(shù)發(fā)生器對(duì)功率半導(dǎo)體器件進(jìn)行雙脈沖測(cè)試– 提供有關(guān)此主題的更多詳細(xì)信息。

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