汽车电气化和射频通信中要求苛刻的应用需要宽禁带半导体技术(例如碳化硅和氮化镓),同时还要继续使用传统硅。与硅相比,碳化硅和氮化镓可提供更高的电压工作频率、更高的温度耐受能力和更低的功率损耗。了解碳化硅和氮化镓的电气性能将有助于为它们在许多新兴电力应用中的使用提供强有力的价值主张。让功率半导体设备更快上市并尽量减少设备在现场的故障。
I-V 检定是了解硅、碳化硅和氮化镓基本特性中电流与电压关系的基本方法。使用 SMU 或参数分析仪等仪器和相应的软件,生成 I-V 图形曲线,用于显示流经电子设备或电路的电流与其端子上施加的电压之间的关系。最常见的 I-V 曲线集是曲线族。
检定碳化硅或氮化镓晶片和封装部件级设备的电气性能需要学习新技术,例如使用更大功率的仪器,应对探测难题以及进行测量低电平(例如在存在高击穿电压时测量皮安级的漏电流水平)等。对于宽禁带半导体,源电压高达 3000 V,电流高达 100 A 的情况更加常见。同样重要的是优化测试系统,以减少更改“开”状态、“关”状态和电容测量设置所需的时间。
设备的“关”状态击穿电压决定了可以施加于设备的最大电压。电源管理产品设计人员关注的主要耐受电压是 MOSFET 漏极和源极之间或 IGBT 的集电极和发射极之间的击穿电压。MOSFET可以短接栅极或使其强制进入“硬”关状态,例如向 n 型设备施加负电压或向 p 型设备施加正电压。这是一项非常简单的测试,可以使用一个或两个源测量单元 (SMU) 仪器执行。