隨著碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬能隙(WBG)半導(dǎo)體技術(shù)的出現(xiàn)，電源轉(zhuǎn)換的格局發(fā)生了根本性改變。與傳統(tǒng)的硅(Si)材料相比，WBG半導(dǎo)體具有更優(yōu)異的電氣特性，如更高的開關(guān)頻率、更強(qiáng)的功率密度和更低的傳導(dǎo)損耗。這些特性使得SiC和GaN成為推動電氣化與清潔能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于快速充電、移動設(shè)備、汽車電子等領(lǐng)域。

然而，隨著WBG元件的廣泛應(yīng)用，工程師們面臨著新的挑戰(zhàn)，特別是在驗(yàn)證和測試這些元件的可靠性與性能時(shí)。為了確保下一代電力電子系統(tǒng)中WBG元件的穩(wěn)健運(yùn)行，現(xiàn)有的測試方法需要進(jìn)行嚴(yán)格的重新評估，甚至可能需要開發(fā)全新的測試方法。

在《Power Electronics News》的采訪中，太克(Tektronix)電源市場部門負(fù)責(zé)人Jonathan Tucker指出，為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，工程師需要采用更高頻帶寬和精確的測量工具。例如，在測試SiC和GaN元件時(shí)，必須具備更高的頻率響應(yīng)和共模電壓抑制能力。傳統(tǒng)的電源測試方法可能不足以應(yīng)對這些高性能元件的復(fù)雜需求，因此，新型測試儀器和技術(shù)的引入至關(guān)重要。

Tucker強(qiáng)調(diào)，SiC元件的垂直結(jié)構(gòu)使其能夠承受更高的電壓和電流，從而提高功率密度，而GaN則能夠在更高的開關(guān)頻率下工作，降低功率損耗并減小電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的體積和重量。這些技術(shù)特性使得SiC和GaN成為工業(yè)和消費(fèi)電子中不可或缺的元件。

然而，隨著WBG技術(shù)的不斷進(jìn)步，新的半導(dǎo)體材料如氮化鋁(AlN)、氧化鎵(Ga2O3)和鉆石等也在研究中，這些材料有望進(jìn)一步提升功率性能。為了應(yīng)對這些新材料的挑戰(zhàn)，測試設(shè)備需要提供更大的頻帶寬度和精確的探頭測量能力。

對于SiC和GaN元件的全面測試，I-V特性分析是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它可以幫助工程師理解電流與電壓之間的關(guān)系。太克旗下的吉時(shí)利(Keithley)系列儀器，包括2400系列圖形化電源測量設(shè)備(SMU)和4200A-SCS參數(shù)分析儀，能夠?yàn)閃BG元件提供高精度的電氣測試。這些儀器通過圖形化用戶界面和高級軟件，簡化了測量過程，幫助工程師更快速地獲取所需數(shù)據(jù)。

隨著技術(shù)的發(fā)展，雙脈沖測試(DPT)成為量化WBG元件開關(guān)特性的重要手段。DPT能夠提供元件啟動和失活期間的能量耗散數(shù)據(jù)，以及反向恢復(fù)特性，這對于提高電源效率和減少損耗至關(guān)重要。

總體而言，SiC和GaN等寬能隙半導(dǎo)體正在推動電力電子領(lǐng)域的革命，然而，為了確保這些元件的長期可靠性和高效性，工程師必須采用先進(jìn)的測試技術(shù)和儀器。通過對測試方法的持續(xù)優(yōu)化，能夠?yàn)楦黝愲娫磻?yīng)用提供更可靠、更高效的解決方案，助力清潔能源的普及與電氣化的深入發(fā)展。

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