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WBG功率半导体器件双脉冲测试解决方案

发布时间:2023-10-08

使用碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 晶体管的宽带隙 (WBG) 器件将因其更高的开关速度而广泛取代开关模式电力电子和电机控制中的传统硅基功率 MOSFET 和 IGBT并降低功率损耗。为了帮助采用 WBG 器件,工程团队使用泰克示波器MSO5B和MSO6B对碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 晶体管进行测试。

宽带隙 (WBG) 器件应用:

  • 应用电路,例如电动汽车(EV)、电动汽车充电站、电动汽车车载充电器(OBC)、风能和太阳能逆变器以及工业/数据中心电源;
  • 宽带隙器件/半导体。如今,大多数主要功率半导体公司都支持 WBG 器件;
  • 测量设备供应商。主要测量系统供应商支持WBG测试解决方案;

双脉冲测试提供了多项关键测量,以帮助验证和优化电源转换器设计。这些包括:

  • 开关损耗:E ON和 E OFF这 2 个参数取决于 ΔV DS /Δt 和 ΔI DS /Δt。精确的时间对准至关重要。捕获信号时的纳秒误差可能会导致不正确的结果。
  • 峰值电压:V DS (MAX) 在高电流、高速硬开关期间,通常会遇到 FET 漏极至源极电压尖峰超过直流总线电压的情况。
  • 峰值电流:ID (MAX) WBG 晶体管的快速开关操作会导致尖锐的电流尖峰,给器件带来压力,并可能缩短使用寿命。
  • 反向恢复电荷:Q RR必须量化 MOSFET 和共源共栅 FET 的反向恢复行为,以了解其对总损耗的贡献。

MSO6B系列示波器 DPT 设置的优点是:

  • 轻松识别测量接地,这些接地均与 6 系列 MSO 内部的机箱(接地)接地相连,包括:
  •  – AFG 输出 BNC 电缆接地
  •  – 任何非隔离探头接地(屏蔽/引线)
  • 简单的接线/布线
  • 通过 PC 对 6 系列 MSO 进行全面远程控制。这样可以保持探头布线较短,同时允许测试工程师在高能测试过程中与测试系统保持距离

为了完成测量设置并利用 6 系列 MSO 中的 AFG 选项,我们必须想出一种在 AFG 上生成 DPT 栅极驱动信号的方法。