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)對評估其性能至關(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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*附件：高速GaN E-HEMT的測量技巧.pdf

二、測量技術(shù)

1. 短環(huán)路的重要性

• ?原因?：長地線會引入不必要的電感，導(dǎo)致信號上升和下降沿出現(xiàn)過沖和振鈴。對于具有極快上升/下降時間的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，使用兩個鍍通孔（PTH）作為測試點(diǎn)。

3. 高側(cè)浮動電壓測量

• ?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示波器地，因?yàn)閷τ诟遜V/dt信號，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)計師提供了準(zhǔn)確表征GaN E-HEMT并設(shè)計優(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。有限帶寬會導(dǎo)致延遲，影響測量結(jié)果。
• ?建議?：對于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)計師可以準(zhǔn)確評估高速GaN E-HEMT的性能，并設(shè)計出性能更優(yōu)的電力系統(tǒng)。