SiC和GaN等宽带隙半导体正在推动电力电子市场，推动了对与技术进步相匹配的测试和验证工具及技术的需求。

　　您将学到的内容：

　　GaN和SiC如何增强性能。

　　测试和测量的进步如何帮助应对当前的挑战。

　　为工程师简化测试过程的技术和工具。

　　不断增长的电力电子市场正受到氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）等宽带隙（WBG）半导体的推动，这些半导体目前正被用于汽车和射频通信等苛刻的应用中。SiC和GaN提供了增强的性能，包括比硅更高的功率密度、更小的尺寸、更好的高温性能、更高的频率响应、更低的泄漏和更低的导通电阻，所有这些加起来都提高了工作效率。

　　GaN和SiC的特性

　　GaN有助于缩小尺寸，同时提高功率密度，改善从手机、手持电动工具到便携式个人健康监测系统的电池充电时间。由于降低了传导损耗和更快的开关速度，WBG器件非常适合器件的快速充电。GaN主要适用于低到中功率实现（约1kV和100A以下），如LED照明和RF功率放大器。

　　围绕SiC的技术比GaN更发达，更适合于更高功率的实现，如电力传输、大型暖通空调设备和工业系统。与硅MOSFET相比，SiC MOSFET提供了更高的性能、效率、功率密度和可靠性。这种优势的结合有助于设计师减少功率转换器的尺寸、重量和成本，使其更具竞争力，尤其是在航空航天、军事和电动汽车等利润丰厚的细分市场。

　　从传统硅到WBG半导体的过渡导致功率模块设计可以在物理上更小，同时也提高了MOSFET的开关速度和能效。由于竞争压力使这些设计参数变得更加关键，设计工程师必须重新评估他们的验证和测试方法。

　　需要更严格的测试

　　虽然功率转换器的设计和生产过程中所需的测试类型与前几代设备的测试类型相似，但WBG材料的采用意味着需要更严格的测试。

　　工程师们继续要求更高的测量精度和更好地理解更高功率密度和效率的呼声的能力（见图）。能源效率的驱动力是增加测试严格性的一个特别重要的因素。此外，数据测量必须足够稳健，以满足监管和认证要求，以及当前JEDEC JC-70宽带隙功率电子转换半导体标准。

　　泰克　

　　工程师们继续渴望更高的测量精度和更好地理解对更高功率密度和效率的需求的能力。

　　测试和测量工具的进步，如任意函数发生器（AFG）、示波器、源测量单元（SMU）仪器和参数分析仪，正在帮助电力设计工程师更快地获得更稳健的结果。这种更新的设备可以帮助他们应对日常挑战，例如：

　　简化测试设置以减少测量误差

　　减少提取切换参数的测量时间

　　为高效转换器的设计提高测量精度

　　大限度地减少开关损耗仍然是电力设备工程师面临的主要挑战；这些设计必须经过严格的测量，以确保符合要求。一种关键的测量技术被称为双脉冲测试（DPT），这是测量MOSFET或IGBT功率器件的开关参数的标准方法。

　　双脉冲测试

　　DPT可以使用AFG和示波器进行。然而，从历史上看，这是一个耗时的设置过程，因为函数生成器通常没有内置的方法来配置和设置测试。不过，现在这种情况正在发生变化，新的AFG包括一个内置软件应用程序，可以直接从仪器的触摸屏界面启用DPT，极大地简化了工程师的流程。

　　随着世界变得更加互联，我们的技术也在适应，我们的工程工具和技术也必须如此。旧的测试工具和技术根本不够。如果没有测量关键值和确保重要设备功能的能力，我们的进步只能走这么远。幸运的是，测试和测量工具的进步与WBG设备的发展同步，为工程师提供了做出良好决策所需的精确数据。