高速GaN E-HEMT的測量技巧總結(jié)
一、概述
- ?重要性?:GaN E-HEMT(氮化鎵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管)具有極高的開關(guān)速度,因此準(zhǔn)確的測量技術(shù)對(duì)評(píng)估其性能至關(guān)重要。
- ?內(nèi)容概覽?:本文檔詳細(xì)介紹了如何準(zhǔn)確測量高速GaN E-HEMT的性能,包括電流和電壓的測量技術(shù)、雙脈沖開關(guān)測試、開關(guān)能量測量等。
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二、測量技術(shù)
1. 短環(huán)路的重要性
- ?原因?:長地線會(huì)引入不必要的電感,導(dǎo)致信號(hào)上升和下降沿出現(xiàn)過沖和振鈴。對(duì)于具有極快上升/下降時(shí)間的GaN E-HEMT,地環(huán)路的長度尤為重要。
- ?建議?:使用具有短地夾的示波器探頭,確保測試環(huán)路盡可能短。
2. 低側(cè)電壓測量
- ?工具?:推薦使用高帶寬無源探頭(建議300 MHz或更高),確保地線短接,使用兩個(gè)鍍通孔(PTH)作為測試點(diǎn)。
3. 高側(cè)浮動(dòng)電壓測量
- ?工具?:使用高壓差分探頭,關(guān)注帶寬、共模抑制比(CMRR)和輸入阻抗等規(guī)格。
- ?注意?:不建議使用隔離變壓器來浮動(dòng)示波器地,因?yàn)閷?duì)于高dV/dt信號(hào),線頻隔離變壓器并非完全隔離。
4. 高速GaN E-HEMT的電流感應(yīng)
- ?方法?:使用電流分流電阻、電流變壓器或Rogowski線圈電流探頭。每種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),需根據(jù)具體應(yīng)用選擇。
三、雙脈沖開關(guān)測試
- ?目的?:用于表征硬開關(guān)的開通和關(guān)斷。
- ?設(shè)置?:包括被測設(shè)備(DUT)的開通和關(guān)斷,以及電感電流的續(xù)流過程。
- ?示例?:提供了400V/30A硬開關(guān)開通和關(guān)斷的測試結(jié)果,展示了GaN E-HEMT的清潔開關(guān)邊緣和快速開關(guān)速度。
四、開關(guān)能量Eon/Eoff測量
- ?技術(shù)?:詳細(xì)介紹了Vgs、Vds、Ids的探測技術(shù),以提高測量準(zhǔn)確性。
- ?損失分布?:包括外部測量損失(如Eqoss和Eoss)和器件內(nèi)部損失。
- ?示例?:提供了400V/30A條件下的Eon/Eoff測試結(jié)果,強(qiáng)調(diào)了通道去偏斜對(duì)于準(zhǔn)確測量的重要性。
五、總結(jié)與結(jié)論
- ?要點(diǎn)?:準(zhǔn)確表征GaN E-HEMT的超快開關(guān)速度需要注意測試方法。本文檔提供了適當(dāng)?shù)臏y量設(shè)備和技術(shù)的概述,并展示了兩個(gè)常見的晶體管表征測試及其結(jié)果。
- ?意義?:為電力電子設(shè)計(jì)師提供了準(zhǔn)確表征GaN E-HEMT并設(shè)計(jì)優(yōu)化性能電力系統(tǒng)的指導(dǎo)。
六、附錄:帶寬要求
- ?帶寬影響?:測量帶寬由示波器和探頭的性能決定。有限帶寬會(huì)導(dǎo)致延遲,影響測量結(jié)果。
- ?建議?:對(duì)于GaN E-HEMT的超快開關(guān)轉(zhuǎn)換和低寄生電容,需要使用高帶寬設(shè)備進(jìn)行測量。
通過遵循這些測量技巧,電力電子設(shè)計(jì)師可以準(zhǔn)確評(píng)估高速GaN E-HEMT的性能,并設(shè)計(jì)出性能更優(yōu)的電力系統(tǒng)。
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