實測案例：1200V GaN HEMT功率器件動態(tài)特性測試

氮化鎵器件是第三代半導體中的典型代表，具有極快的開關速度，能夠顯著提升功率變換器的性能，受到電源工程師的青睞。同時，極快的開關速度又對其動態(tài)特性的測試提出了更高的要求，稍有不慎就會得到錯誤結果。

傳統(tǒng)氮化鎵器件多用于消費類電子市場，研發(fā)高壓氮化鎵器件將有助于在電力電子、新能源和電動汽車行業(yè)開拓新的應用市場。量芯微（GaNPower）是全球第一家推出1200V高壓硅基氮化鎵功率器件的廠家。這次測試的1200伏TO-252封裝的氮化鎵器件GPIHV15DK，在市場上具有標志性意義，傳統(tǒng)的氮化鎵功率器件最高電壓普遍停留在低壓應用。

為了能夠實現對GaN HEMT功率器件動態(tài)特性進行精準測試，對應的測試系統(tǒng)往往需要注意以下幾點：

1、測量設備具有足夠的帶寬，確保開關過程不被濾波。

針對此要求，泰克科技的功率器件動態(tài)特性測試系統(tǒng)DPT1000A中配置了業(yè)內領先的示波器MSO5（1GHz帶寬）、光隔離探頭TIVP1（1GHz帶寬）、高壓無源探頭TPP0850（800MHz帶寬）、Shunt（500MHz帶寬）。

2、頭與測量點之間實現最小回路連接，減小測量回路中額外引入的寄生參數，避免測量結果中出現并不存在的震蕩或其他異常波形。

3、控制測試板中功率回路和驅動回路的電感，避免開關波形出現嚴重震蕩或超出器件安全工作范圍。

針對要求2和3，泰克科技為GaN HEMT功率器件提供了專用測試板以確保測試效果，其具有以下特點：

1、元器件布局緊湊、驅動電路靠近器件，盡量減小功率回路和驅動回路電感。

2、針對不同封裝類型的器件，提供焊接和壓接兩種形式，既可以避免傳統(tǒng)Socket引入過量的寄生電壓，又能夠確保器件牢固可靠。

3、光隔離探頭TIVP1、高壓無源探頭TPP0850與PCB連接時采用專用測試座，盡量減少了引入測量回路的電感，同時還確保了測量的重復性。

以TO-252測試板為例，我們可以看到其上的各功能模塊：

● 下管器件：量芯微的1200伏氮化鎵器件GPIHV15DK

● 上管器件：TO-252封裝的1200伏碳化硅二極管

● 測試點：柵極的信號的測試點，主回路電流的測試點，源漏極Vds的電壓的測試點

泰克DPT1000A功率器件動態(tài)特性測試系統(tǒng)集成了MSO58B高分辨率多通道示波器、光隔離探頭以及雙通道的任意波形發(fā)生器等產品，可實現：

● 定制化系統(tǒng)設計 & 自動化測試軟件

● 高帶寬/高分辨率測試設備，在高速開關條件下準確表征功率器件

● 覆蓋高壓、中壓、低壓、pmos、GaN等不同類型，不同封裝芯片測試

● 可以提供單脈沖、雙脈沖、反向恢復、Qg、短路測試等測試功能

進入到1200V意味著氮化鎵器件在800伏電驅或其他高壓應用上將發(fā)揮重要作用，同時相比于碳化硅器件，在成本上也會有更大的優(yōu)勢，證明未來高壓氮化鎵器件在工業(yè)和能源應用市場將會有更大的發(fā)展空間。

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