在當今的功率電子場頻中，質(zhì)量與可靠性是必須首要考慮的，而設計的重點是最大限度的提高效率和功率密度，同時最小化成本。另外，工作頻率的顯著增長也不斷給當前的設計時間帶來不小的挑戰(zhàn)，比如對電磁干擾/兼容（EMI/EMC）性能和生產(chǎn)能力的改善需求。而WBG的不斷進展將使上述目標都成為可能。
目前較為成熟的第三代半導體材料就是SiC和GaN。其中，GaN是極其穩(wěn)定的化合物，又是堅硬和高熔點材料，熔點為1700℃。它具有高的電離度，出色的擊穿能力、更高的電子密度和電子速度，且還具有低導通損耗、高電流密度等優(yōu)勢。GaN通常用于微波射頻、電力電子、光電子三大領域，涉及到的行業(yè)包括5G通信、衛(wèi)星通訊、雷達預警、新能源汽車、消費電子、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、激光器、光電探測器、LED等。
而今天我們在這里，將與您聊聊，近期在消費電子市場發(fā)展勢頭迅猛的集成了WBG材料的移動設備快充，電源轉(zhuǎn)換器的測量技術。
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，SiC和GaN正在突破傳統(tǒng)材料的限制，服務廣泛電子技術更多的潛能，而功率電子設計人員面臨的挑戰(zhàn)也將越來越嚴峻，既需要提高效率和性能，也需要滿足可靠性標準，實現(xiàn)更高的功率密度并降低成本。改善效率的一個方法是提高開關速度，并降低開關損耗。提高開關速度通常會增加開關損耗，使得更加難以控制門極驅(qū)動。這還可能導致更高的紋波電流并加劇EMI問題。
使用示波器和示波器探頭準確測量開關時需要更高的分辨率，并且在更高的開關頻率下共模誤差會增加并出現(xiàn)相應問題，因此導致測量充滿挑戰(zhàn)性。對于使用寬禁帶材料的設計人員而言，進行此類精確測量難度甚至更大。
GaN驅(qū)動電路測試難點–VGS(Gate-to-SourceVoltage)：由于GaN功率器件具有高共模電壓和高速的開關頻率，在進行VGS測試時，為了能夠準確測量存在于高共模電壓下的差分電壓，俗稱上管測試。需要示波器探頭有非常好的CMRR（共模抑制比）能力，同時需要測試探頭具有較高的帶寬以保證上升時間的測量要求。隔離探頭在上述兩方面有著不錯的表現(xiàn)，但問題在于其高昂的價格（最低帶寬200MHz型號售價15萬人民幣以上），相較于高壓差分探頭其測量結果的提升遠遠不如價格差異明顯。而且售價高昂的探頭意味著一旦損壞其維修費用恐怕也會很驚人。
當然，任何一項技術的推出，在市場化應用的初期，成本是繞不開的話題。電力電子工程師想要兩者兼得，既期望滿足在電子測試中確保一流的性能和一致性結果，也希望測試成本不再成為負擔。
