SiC和GaN等寬帶隙半導體正在推動電力電子市場，推動了對與技術進步相匹配的測試和驗證工具及技術的需求。

　　您將學到的內容：

　　GaN和SiC如何增強性能。

　　測試和測量的進步如何幫助應對當前的挑戰。

　　為工程師簡化測試過程的技術和工具。

　　不斷增長的電力電子市場正受到氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）等寬帶隙（WBG）半導體的推動，這些半導體目前正被用于汽車和射頻通信等苛刻的應用中。SiC和GaN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、更低的泄漏和更低的導通電阻，所有這些加起來都提高了工作效率。

　　GaN和SiC的特性

　　GaN有助于縮小尺寸，同時提高功率密度，改善從手機、手持電動工具到便攜式個人健康監測系統的電池充電時間。由于降低了傳導損耗和更快的開關速度，WBG器件非常適合器件的快速充電。GaN主要適用于低到中功率實現（約1kV和100A以下），如LED照明和RF功率放大器。

　　圍繞SiC的技術比GaN更發達，更適合于更高功率的實現，如電力傳輸、大型暖通空調設備和工業系統。與硅MOSFET相比，SiC MOSFET提供了更高的性能、效率、功率密度和可靠性。這種優勢的結合有助于設計師減少功率轉換器的尺寸、重量和成本，使其更具競爭力，尤其是在航空航天、軍事和電動汽車等利潤豐厚的細分市場。

　　從傳統硅到WBG半導體的過渡導致功率模塊設計可以在物理上更小，同時也提高了MOSFET的開關速度和能效。由于競爭壓力使這些設計參數變得更加關鍵，設計工程師必須重新評估他們的驗證和測試方法。

　　需要更嚴格的測試

　　雖然功率轉換器的設計和生產過程中所需的測試類型與前幾代設備的測試類型相似，但WBG材料的采用意味著需要更嚴格的測試。

　　工程師們繼續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（見圖）。能源效率的驅動力是增加測試嚴格性的一個特別重要的因素。此外，數據測量必須足夠穩健，以滿足監管和認證要求，以及當前JEDEC JC-70寬帶隙功率電子轉換半導體標準。

　　泰克　

　　工程師們繼續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。

　　測試和測量工具的進步，如任意函數發生器（AFG）、示波器、源測量單元（SMU）儀器和參數分析儀，正在幫助電力設計工程師更快地獲得更穩健的結果。這種更新的設備可以幫助他們應對日常挑戰，例如：

　　簡化測試設置以減少測量誤差

　　減少提取切換參數的測量時間

　　為高效轉換器的設計提高測量精度

　　大限度地減少開關損耗仍然是電力設備工程師面臨的主要挑戰；這些設計必須經過嚴格的測量，以確保符合要求。一種關鍵的測量技術被稱為雙脈沖測試（DPT），這是測量MOSFET或IGBT功率器件的開關參數的標準方法。

　　雙脈沖測試

　　DPT可以使用AFG和示波器進行。然而，從歷史上看，這是一個耗時的設置過程，因為函數生成器通常沒有內置的方法來配置和設置測試。不過，現在這種情況正在發生變化，新的AFG包括一個內置軟件應用程序，可以直接從儀器的觸摸屏界面啟用DPT，極大地簡化了工程師的流程。

　　隨著世界變得更加互聯，我們的技術也在適應，我們的工程工具和技術也必須如此。舊的測試工具和技術根本不夠。如果沒有測量關鍵值和確保重要設備功能的能力，我們的進步只能走這么遠。幸運的是，測試和測量工具的進步與WBG設備的發展同步，為工程師提供了做出良好決策所需的精確數據。