Завод Светорезерв - производство светотехники, электротехники и металлоконструкций в России

Проблемы определения характеристик полупроводников с широкой запрещенной зоной

Проблемы определения характеристик полупроводников с широкой запрещенной зоной

Полупроводники с широкой запрещенной зоной (WBG) считаются будущим силовой электроники. Но проблемы с тестированием и моделированием их характеристик замедляют широкое распространение.

По данным Keysight Technologies, при использовании в силовых электронных устройствах полупроводники с широкой запрещенной зоной (WBG), такие как нитрид галлия (GaN) и карбид кремния (SiC), обеспечивают более высокие рабочие температуры, напряжения и частоты. По сравнению со своими кремниевыми аналогами они также обеспечивают меньшие потери мощности из-за низкого сопротивления в открытом состоянии.

Даже с этими очевидными преимуществами WBG сложно охарактеризовать, особенно когда дизайнеры:

Измерение токов более 100 А

Измерение напряжений более 3000 В

Измерение сопротивления в открытом состоянии субмиллиомом

Также может быть сложно охарактеризовать WBG с помощью количественного измерения коллапса тока GaN и измерения емкости перехода при тысячах вольт постоянного смещения.

Ловушка неправильной характеристики ГВБ: электромагнитные помехи и колебания

Мы знаем, что WBG обычно более производительны, чем традиционные кремниевые, так зачем ждать, чтобы использовать эти устройства широко?

Возможность характеризовать эти устройства имеет решающее значение для функциональности и надежности конструкции. В недавней статье EE Power о моделировании силовых цепей WBG объясняется, что эти устройства могут работать на более высоких частотах. Но даже когда они не используются на этих более высоких частотах, они могут вызывать некоторые катастрофические электромагнитные помехи (EMI), которые могут убить всю систему.

Единственный способ смягчить это должным образом - понять параметры устройства и разработать проблемы с электромагнитными помехами вне схемы. В статье говорится, что WBG особенно чувствительны к вредным электромагнитным помехам из-за их более высокой скорости, что может вызвать «ложное включение полевых транзисторов (FET)».

Кроме того, участник EE Power Рио Такеда заявляет, что паразитные емкости и индуктивности в устройстве могут вызывать колебания, если устройство неправильно настроено и используется. Это можно спланировать, если известны значения этих паразитов. Некоторые паразитные модели могут гарантировать, что устройство подключено к цепи, которая не будет переводить его в колебательное состояние.

Моделирование и модели для устройств WBG

Инженеры начали искать способы получения точных симуляций и моделей для устройств WBG. Power Magazine описывает несколько тестов для получения характеристических значений устройств WBG.

Характеристики в открытом состоянии

Одним из таких тестов является тест определения характеристик в открытом состоянии, который имеет два блока измерения источника (SMU): один измеряет ток, проходящий через устройство WBG, а другой переводит это устройство во включенное состояние.

Если бы устройство было полевым МОП-транзистором, это можно было бы сделать, подключив первый SMU к стоку или истоку для измерения тока, в то время как второй SMU подключен к затвору, приложив напряжение смещения, которое гарантирует, что он находится во включенном состоянии. Этот тест измеряет сопротивление в открытом состоянии, которое должно быть минимальным.

Характеристики вне состояния

Тот же тест может характеризовать выключенное состояние устройства, за исключением того, что второй SMU прикладывает напряжение смещения, которое переводит устройство в выключенное состояние. В качестве альтернативы второй блок можно полностью исключить, потому что вход можно оставить плавающим или замкнуть на землю и во многих случаях выключить. Этот тест подтверждает величину утечки, которая является неотъемлемой частью потери устройства.

Математическое моделирование

Такеда объясняет, что дизайнеры могут также использовать математические уравнения, основанные на экспериментальных результатах, для создания модели преобразователя постоянного тока, сделанного из WBG. Это очень эффективный инструмент, в то время как исследователи продолжают углубляться в физику устройств WBG.

Это дает инженерам-разработчикам хорошее представление о том, как реализовать свои проекты на основе параметров, полученных в результате экспериментов и испытаний, вместо моделирования устройства на основе его физики. Математический подход позволяет инженерам разрабатывать точные ВАХ, а также S-параметры во включенном и выключенном состоянии для устройств WBG.

Гонка за характеристиками ГВБ

Вполне вероятно, что ГВБ захватят мир силовой электроники. График того, насколько быстро будут приняты WBG, зависит от нашей способности точно охарактеризовать эти устройства, прежде чем сделать их неотъемлемой частью будущих проектов.

Университеты и производители полупроводников активно вкладывают средства в исследования в понимание физики ГВБ, чтобы ускорить их внедрение в отрасли. Тем временем инженеры могут продолжать заполнять пробелы в знаниях о ГВБ, используя математическое моделирование и другие методы определения характеристик.

Поделиться:

Видео о Заводе Светорезерв:


Вопросы, отзывы, комментарии (0)

Нет комментариев

Добавить комментарий

Пожалуйста, оцените!

Читайте также:

ЭЛЕКТРОПОДРЯДЧИК: ТМ-30 исполняется пять лет

Светильники UVC от Hubbell

LIGHTFAIR 2021 перенесен на октябрь

AIA: Архитектурное замедление Billings

IESNYC объявляет лауреатов премии Thesis Awards 2020

IES признала 82 выдающихся продукта в отчете о проделанной работе за 2020 год

Продукты УФ-С от Signify

Исследование AEC: 67% ожидаемого снижения доходов из-за пандемии

Обзор рынка: к 2026 году мировой рынок светодиодов достигнет 82 миллиардов долларов

10 главных вопросов бактерицидного УФ-освещения, на которые ответит директор центра LESA и эксперт по освещению Rensselaer Роберт Карличек

AppHarvest, сделка по установке знака равновесия для крупнейшей в мире установки светодиодного освещения

Производство электроэнергии от дождя до света 100 светодиодных фонарей

Гуджарат подписал меморандум о взаимопонимании с Индийской корпорацией развития туризма

Signify дает преимущества естественного света в помещении

Офис Signify по взаимодействию с клиентами помогает предприятиям поддерживать здоровье и безопасность сотрудников

Signify стремится к тому, чтобы в 2021 году не было пластика на всей потребительской упаковке

Источники света УФ-С от Signify инактивируют вирус, вызывающий COVID-19

LED Expo Mumbai объявляет новые даты: теперь они состоятся в мае 2021 года.

Cordova City одобряет проект светодиодного уличного освещения

Рынок автомобильного освещения: среднегодовой темп роста 6,7% с 2019 по 2026 год

В условиях бума критически важных приложений инженерия надежности важнее, чем когда-либо

Повышение производительности памяти в эпоху DDR5: введение в режимы обучения DDR

Петиция производителей микросхем об изменении языка в законопроекте о финансировании для включения критически важных устройств

Может ли RFID стать решением безбатарейного Интернета вещей? Рука так думает

Интегрированная фотоника может решить проблемы мощности и скорости массивных данных

TI переходит на полевые транзисторы на основе GaN, чтобы сократить пространство на плате и повысить удельную мощность электромобилей

Квантовые транзисторы: потенциальная альтернатива гибкой электронике?

Apple представляет свой первый собственный чип для Mac

Термоэлектрические охладители: маломощный, экологически чистый вариант конструкции для контроля температуры

Решения безопасности IC: построить или купить?

Xilinx и Samsung - первое адаптируемое вычислительное запоминающее устройство

Могут ли мировые торговые трения задушить индустрию чипов «лихорадку слияний и поглощений»?

Как прошло первое виртуальное шоу Electronica?

Apple добавляет LiDAR в iPhone 12 Pro для приложений дополненной реальности

Micron поднимает 3D NAND на новую высоту - 176 слоев, чтобы быть точным

Подробнее о наушниках с шумоподавлением: адаптивные контроллеры в активных системах шумоподавления

Xilinx, TI и Skyworks решают проблемы эффективности PA в малых сотах 5G

Общие сведения о клеммных колодках для безопасного подключения

Медицинские источники питания - особая лига

Рост возможностей мини-светодиодов усиливает конкуренцию за патенты

Велодин Лидар объявляет итоги первого квартала 2020 года публичной компании

II-VI Объединенные отчеты за первый квартал 2021 финансового года Результаты за первый квартал 2021 финансового года II-VI Объединенные отчеты за перв

OSRAM созывает внеочередное общее собрание, на котором утверждаются права контроля и соглашение о передаче прибыли и убытков для АПП

Hannstar приобретает заводы и оборудование HannsTouch за 2,7 млрд тайваньских долларов для развертывания мини- / микро-светодиодов

Навигация по минному полю: патентный анализ ключевых мини-светодиодных технологий

Magna объявляет результаты за третий квартал 2020 года

Технология спектрального зондирования AMS, выбранная специалистом по оптической метрологии ELDIM для профессионального быстрого тестирования на COVID-

Ushio выпустит новый лазерный диод 400 мВт (CW) 404 нм в декабре 2020 года

Лучший голландский футбольный клуб, с которым будет сотрудничать Signify для установки системы дезинфекции UVC

Samsung Display отправляет 100 инженеров в Индию для ускорения строительства заводов по производству OLED-модулей

Подписка на новости

Контактная информация - Светотехнический Завод Светорезерв.

    ООО "Светорезерв" 2003-2021 - Светодиодные лампы, светильники и опоры и мачты освещения. Веб-сайт не является основанием для предъявления претензий и рекламаций, информация является ознакомительной. Технические характеристики товаров могут отличаться от указанных на сайте. Производитель и(или) продавец оставляет за собой право в любой момент, без обязательного извещения, вносить изменения в комплектацию, дизайн и характеристики, не ухудшающие качество товара. Все данные, в том числе цвет, форма, функции товара приведены для справки. Фактические характеристики продукта могут отличаться и будут указаны в счете на оплату.
Заказное производство

Комплектация

Поставщикам:

Полезные ссылки: