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发布时间: 2020 - 05 - 27
2020注定是不平凡的一年!美股4次熔断,疫情让股神巴菲特也感叹「活久见」;但疫情期间网上流传的一个视频爆表了:被防护服包裹的医生戴着智能头盔,把实时影像直接传到后台的专家会诊团队;机器人不知疲倦地在给每个病房送药;无人机在空中提醒着聚集的人群; 更有小萌机器人帮主人上街买菜…这次疫情,让我们重新认识了,物联网和人工智能潜在的巨大市场价值!或许,股神鹰一样的眼神,也在这个市场中寻求最大的潜力股。我们可以任意猜想,他的下一目标是在哪里呢?优化物联网终端和智能设备的功耗和续航能力是产品成功的关键,特别是应用于超长年限和难以维护的物联网应用场景。如埋在水泥下的停车场感应装置、远洋海洋水文和气候监测系统。维护简单、但数量巨大的物联网场景、如智能电表、水表、气表等千家万户的场景。功耗和续航性能也不容忽视,因为维护成本同样让企业难以承受。无线性能和功耗测评是物联网终端产品设计验证的重要工作,也是最容易出现问题的环节。在2月份是德科技公众号给大家分享了《物联网产品的研发测试整体方案》文章,给工程师小伙伴们介绍了这套研发神器,全面评估产品的射频特性和功耗,估计大家还记忆犹新。今天,我们来更深入地谈功耗问题。过去两年,我们帮助了众多工程师服务评估了他们的产品功耗,包括终端、器件模块、芯片、运营商等等,要求也是千差万别,真可谓八仙过海各显神通。但万变不离其宗,我们概括总结为“功耗优化的三件套”思维。因此,工程师小伙伴们要设计出长续航时间的产品,考虑不仅有硬件设计,还要有软件和电池。我们来看下图,这是一个典型的物联网终端的电流工作状态,我们依次给伙伴们三个提示:第一个提示:从图上可以看出,物联网终端的电流以极低的占空比的脉冲电流形式出现,平均电流只有8uA,但峰值电流高达11mA,而出现峰值电流时,由于电池内阻的影响,电池的端电压会有明显的下降。以此类推,如果峰值电流更高,如智能门锁开...
发布时间: 2020 - 05 - 26
在使用有源探头进行测试时,最容易出现的错误就是超出探头的动态范围使用,我们也经常收到客户的电话,说同时使用有源探头和无源探头测同一个信号,有源探头的电压低于无源探头,究其原因,大部分情况下都是因为对动态范围和耐压范围的理解错误造成的。以是德科技N2795A有源探头为例,其耐压范围是正负20V,输入动态范围是正负8V,偏置范围是正负8V: 输入动态范围的定义是输入动态范围是指探头所能测试的在示波器屏幕中心线上下的电压范围,比如±2.5V动态输入范围的探头,只能测量示波器屏幕中心线上下2.5V范围内的电压,如果输入信号波动超出这个范围,反映在测量波形上来说就是波形被削波,测量的幅度偏小。根据定义,也就是说使用N2795A的探头时可以测量示波器屏幕中心线上下8V内的波形:而当我们直接测量0-16V的正弦波时,由于波形超出了屏幕中心线8V以上的范围,就会造成波形失真,使得测试结果偏低。此时就要用到探头/示波器的偏置能力: 偏置能力的定义是:偏置能力是指能够把0V电压基准线调整到和示波器屏幕中心线电压差的能力,根据信号的直流分量设置合适偏置,可以把具有直流分量的动态信号调整到示波器屏幕中心线附近,以满足探头动态输入范围的要求; 比如上面失真的测试波形,如果把波形设置为8V的偏置,使得波形继续显示在屏幕中心,就可以正确的测试0-16V的正弦波电压:因此,探头的最大输入电压并不一定是可测量电压范围,可测量电压范围应该是其动态范围加上偏置范围,当然,这个时候要合理使用偏置设定,使测试波形永远显示在其动态范围内。------转自是德科技
最新案例 / Case more
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最新方案 / Soluon more
发布时间: 2019 - 08 - 21
如果您需要捕获的信号是低占空比脉冲或猝发信号,并且信号之间有较长的空闲时间(例如封包串行数据),那么配有分段存储器的示波器可以有效地延长时间并提高以较高采样率捕获的串行数据包数量。所有示波器都具有数量有限的采集存储器。您应当知道,示波器的存储器深度决定波形时间和以特定采样率捕获到的串行数据包数量。您可以将示波器的时基设为很慢的时间 / 格设置,以便延长捕获时间间隔并增加串行数据包数量;但是当时基设置超出基于最高采样率下的最大时间间隔时,示波器便会自动降低采样率。在这种情况下,示波器无法提供精确的水平和垂直波形细节(基于示波器的指定带宽和最大采样率)。为什么需要分段存储?如果需要捕获较长时间和更多的串行数据包,同时仍在高采样率下进行数字化处理,只需购买配备更深存储的示波器即可。然而,配有千兆级采集存储器的示波器非常昂贵。如果需要采集的信号在重要波形分段(例如低占空比脉冲或串行数据包猝发)之间具有较长的信号空闲时间,那么具有分段存储器采集功能的示波器是更为经济的解决方案。【捕获时间 = 存储深度 / 采样率】通过将示波器的可用采集存储器划分为较小的存储器分段,分段存储采集模式可以有效地延长示波器的总采集时间。示波器可以在高采样率下,有选择性地针对被测波形的重要部分进行数字化处理。由此,示波器能够以极快的重新准备时间捕获很多的连续单次波形,同时不会错过重要的信号信息。
资讯 News

面对第三代半导体材料,你准备好了么?

日期: 2019-10-30
浏览次数: 330

面对第三代半导体材料,你准备好了么?

上篇:电动汽车的吃鸡装备

随着电动汽车等行业快速发展,功率器件的春天在逐渐来临。

而第三代半导体材料例如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等功率器件成了新能源汽车行业的新宠,其中碳化硅功率器件已经在多家汽车厂商中获得了应用,GaN功率器件的可靠性也已经达到了车规要求,在不久的将来也会成为商用车中的核心器件


一、电动汽车都有了哪些装备?

例如国外某电动车性能版本百公里加速为3.4秒,可谓秒天秒地。外媒也对该车和传统汽油跑车做了加速对比,结果电动汽车完胜。

这样的成绩是离不开第三代半导体器件的贡献,以Tesla为例,Tesla是第一家使用全SiC功率模块的汽车制造商,可谓第一个吃螃蟹的车厂。特斯拉逆变器由24个电源模块组成,这些电源模块组装在针翅式散热器上。每个模块包含两个SiC MOSFET,采用创新的芯片粘接解决方案,并通过铜夹直接连接在端子上,并通过铜基板散热

国内各家新能源厂商也不甘落后,新能源也成为了国家政策。作为科技部“十三五”新能源汽车专项标志性成果,在2019世界新能源汽车大会上,中车电动重磅展示了基于以上项目的车用SiC电机控制器、车用自主1200V SiC 芯片及模块、车用高温大电流SiC MOSFET双面银芯片技术等最新科技成果。

此外,第三代半导体材料另一大热门氮化镓(GaN)也渐渐通过商业认证,摩拳擦掌。

例如,美国Transphorm Inc.已经宣布,其第三代通过JEDEC认证的高电压GaN平台已通过汽车电子委员会(Automotive Electronics Council)汽车级离散半导体AEC-Q101标准的压力测试。

这一成果标志着该公司实现了第二个获得汽车认证的产品系列。并且,值得注意的是,第三代GaN平台在认证测试期间表现出了最高可靠性,能够在175°C的温度下运行。

另一个消费电子的例子是在我们日常使用的设备手机充电器,第三代半导体材料也是功不可没,例如Anker早在2018年就发布了基于氮化镓GaN元件的充电器,实际体积仅比iPhone 5W原装充电器稍大一些,拥有一个USB Type-C口,支持USB PD快充协议,最高功率为27W。

下面也给各位简单介绍下本文主人公,吃鸡装备:第三代半导体材料。

各位读者,请耐心阅读,本文最后有惊喜


二、新装备为什么这么厉害

半导体产业发展至今经历了三个阶段:

第一代半导体材料以硅为代表;第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用,而第三代半导体是指以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石、氧化锌(ZnO)为代表的宽禁带半导体材料。

和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点,可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。

和第一代、第二代半导体材料相比,第三代半导体材料具有宽的禁带宽度,高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常又被称为宽禁带半导体材料(禁带宽度大于2.2ev),也称为高温半导体材料面对第三代半导体材料,你准备好了么?


碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等全新宽带隙材料能够支持大电压和高切换速度,在新兴大功率应用领域具有广阔前景

例如,IGBT可以作为众多应用的电子开关,并且其重要性持续增加。在高电压直流偏置条件下 (高达 3 kV),高击穿电压 (达 10 kV)、 大电流 (数千安培)、 栅极电荷以及连接电容表征和器件温度特征和 GaN器件电流崩溃效应测量功能都十分必要, 是推动新器件尽快上市的重要保证


三、面对市场不断更新,你准备好了么?

俗话说的好,严师出高徒,没有严格的测试也无法成就高性能的半导体器件。面对第三代半导体材料的IGBT, MOSFET等功率器件对于高电压,高电流的要求我们又应该怎么做呢?

下面几个测试项目和解决方案是调教第三代半导体器件的良方:

  • 功率器件静态参数测试

  • 功率器件动态参数测试

  • 功率器件On-Wafer参数测试

  • 电力电子器件建模

  • 电力电子电路仿真平台

下面我将一一道来

1.功率器件静态参数测试

面对功率器件高压、高流的测试要求,Keysight可以提供B1505A和B1506A两套测试方案,可以支持晶圆和封装器件全参数测试:

1)测量所有IV参数(Ron、BV、泄漏、Vth、Vsat等)

2)测量高电压3kV偏置下的输入、输出和反向转移

电容

3)支持自动CV测试

4)测量栅极电荷(Qg)

5)电流崩塌测试

6)高低温测试功能(-50°C至+250°C)

面对第三代半导体材料,你准备好了么?

2.功率器件动态测试

随着开关频率的不断增加,器件的开关损耗超过静态损耗成为主要功耗来源,器件的动态参数也成为评估器件性能的重要参数。

相对于器件的静态参数,动态参数主要表征的是器件在开启或关断瞬间的电学特性参数,其主要是寄生电阻和寄生电容在动态应用中,会引起充、放电过程,给电路实际工作带来一些限制同时也决定的器件的开关性能。

例如在毫米波超宽带 PA 测试中,发现测试附件会产生影响,比如毫米波频段使用的线缆和接头,相对于 6GHz 以下的低频段,一般存在更大的线性失真和不平坦性,如果是仪表内置校正方式,也很难应对,但是现场外部校正方式就可以把它们包含在校正数据里面,去除这些部分的影响。

是德科技最新发布的动态参数测试系统PD1500A涵盖的测试包括:

面对第三代半导体材料,你准备好了么?

*标配高温测试功能,温度范围:室温—150°C

可扩展的测试功能

  • 雪崩能量和短路能量的测试

  • GaN相关参数测试(包括Dynamic Ron)

  • 1000A高功率模块测试(2X,4X, 6X 等)

面对第三代半导体材料,你准备好了么?

3.功率器件On-Wafer参数测试

在封装之前, 晶圆上测量可以采集重要的工艺信息, 帮助节省大量的时间和资金,在晶圆上执行大功率器件测试的效率高于封装测量。

然而, 功率器件晶圆上测量必须解决电压与电流问题。B1505A 支持低残余电阻电缆以及能够连接所有常用大功率分析晶圆探头的连接器和适配器。

您可以使用 B1505A 执行此前无法实现的高达 200 A 和 10 kV 的大电流和高电压晶圆上测量, 以及高达 3 kV的晶圆上 IGBT/FET 电容与栅极电荷测量。

并且, B1505A 支持众多晶圆探头互锁机制, 可以确保晶圆上器件测试的安全性








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