是德科技Solution Talks宽禁带半导体(WBG)双脉冲测试方案

在亿万斯年的历史长河中，提出问题与解决问题一直是推动人类文明进步的主要动力。作为太阳系唯一的文明，人类不断运用智慧解决各种难题，从电、电话、无线电到计算机、半导体、汽车、新能源车、航天飞船、人工智能等的发明，这些都彻底改变了人类的世界。而未来的世界中，还将会有更多未知的挑战等待人类去探索和解决。

是德科技为您带来最新的“Solution Talks”，旨在帮助您快速实现创新的解决方案，以加速创新，连接世界并确保安全的领先。我们的话题覆盖无线通信（包含5G、6G）、汽车与能源、高速计算和光通信、半导体、医疗等行业的测试场景。

如果您未找到遇到的测试挑战，告诉我们您想了解的测试问题，是德科技专家将会联系您，并提供全方位的测试解决方案。

总结

?鉴于其高电压特性和快速开关速度，动态特性的表征在评估宽禁带半导体（WBG）器件时变得至关重要。

?JEDEC持续将WBG半导体的动态测试定义为GaN JC-70.1和SiC JC-70.2，并且更多标准化测试正在出现，包括开启、关断、开关、反向恢复、栅电荷以及其他测试。

?Keysight提供符合JEDEC标准的WBG半导体简单、可靠、可重复的测量解决方案。

场景和趋势

第三代半导体是指使用新的材料和器件结构制造的半导体器件，如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）等。相较于传统的硅同类材料，WBG半导体使得器件能够在更高的温度、电压和频率下工作，因此这些材料制成的电力电子模块比使用传统半导体材料制成的模块更加稳定和节能。

鉴于第三代半导体因其优异的性能，在半导体照明、新一代移动通信、新能源并网、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域拥有广泛的应用前景。第三代半导体材料具有高击穿电场、高热导率、高电子饱和速率及抗强辐射能力等优异性能，是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”，正在成为全球半导体产业新的战略高地。

需求和痛点

宽禁带半导体（WBG）作为一项革命性的材料，能够提供更高的速度、更高的电压和更高的热操作能力，从而提高效率，减少尺寸和成本。然而，这也带来了新的挑战，半导体制造商和工程师在表征宽禁带半导体遇到了一些困难。对于传统硅基的大功率半导体应用，通过测试静态参数是可以评估芯片和器件性能，因为它们的开关速率较慢。然而，对于宽禁带半导体，测试静态和动态参数都是重要的。宽禁带半导体的更高开关速率会在开关瞬态过程中会造成损失。

JEDEC是全球领先的微电子行业标准化组织，它将WBG半导体的动态测试定义为GaN JC-70.1和SiC JC-70.2。随着JEDEC标准的发展，测试WBG半导体已经成为一项复杂的任务，更多的测试涌现出来。第三代半导体需要对应不同的测试需求，不仅要测量击穿电压、工作电流、导通电阻、IV、CV曲线等静态参数，还需要对开关时间、损耗能量、动态导通电阻等参数进行完全表征。因此，WBG器件制造商和测试机构需要一种全面的解决方案，可以重复、可靠、安全地测试动态参数。

解决方案

Keysight PD1500A动态功率器件分析仪/双脉冲测试仪是一个全方位针对分立器件的测试解决方案。双脉冲测试（DPT）系统可以帮助您实现可靠、可重复的功率半导体器件动态测试结果。PD1500A 解决方案可以运行全自动化测试，其中包括开关特性、栅极电荷和反向恢复，PD1500A 采用的均是标准的测量技术，例如探头补偿、增益/偏置调整、偏移校正和共模噪声抑制。此外，通过积极参与制定GaN JC-70.1和SiC JC-70.2标准，Keysight PD1500A可提供符合JEDEC规范的可靠、重复的宽带隙半导体测量结果。

PD1500A双脉冲测试系统助力表征WBG半导体

是德科技PD1500A动态功率器件分析仪能够提供1200V、200A的漏极测试电压电流，提供-28V到+28V的栅极驱动电压，适应不同规格器件的测量；高电流shunt，具备400MHz的电流测试带宽，能够捕捉ns级别的快速开关边沿；我们专门开发了半自动校准例程 (AutoCal)，用于校正系统增益和偏置误差。针对测量电流时所出现的不一致性，系统还使用先进技术加以补偿，保证测量精度和重复性。

Keysight PD1500A DPT 可以测量功率半导体器件的动态参数，包括：

?开启参数（td(on),tr,ton,e(on)）

?关断参数（td(off), tf, toff, e(off)）

?反向恢复参数（trr, Qrr, Err, Irr, Id-t）

?栅电荷（Qgs(th), Qgs(pl), Qgd）

?开关过程曲线（Id-t, Vds-t, Vgs-t, Ig-t, Clamped Vds-t, e-t）

?动态导通电阻（RDSon）

?高功率IV曲线（Id-Vg, Id-Vd）

PD1550A高级动态功率模块分析仪测试方案

PD1550A的功能在PD1500A的基础上进行了扩展，为测试高达1360 V和1000 A 的功率模块提供了一套完整的解决方案。该平台还内置了保护机制，确保用户的安全和系统硬件的保护。

审核编辑：汤梓红