Συσκευές ισχύος SIC και αντίστροφη προκατάληψη υψηλής θερμοκρασίας

Οι συσκευές ισχύος SIC (Silicon Carbide) μπορούν να ανταποκριθούν αποτελεσματικά στις απαιτήσεις της υψηλής απόδοσης, της μικροσκοπικοποίησης, του ελαφρού βάρους και της πυκνότητας υψηλής ισχύος ηλεκτρονικών συστημάτων λόγω της υψηλής αντοχής τους στη θερμοκρασία, της αντοχής σε υψηλή τάση και της χαμηλής απώλειας μεταγωγής. Έχει αναζητηθεί από νέα ενεργειακά οχήματα, φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας, σιδηροδρομική διαμετακόμιση, έξυπνο δίκτυο και άλλα πεδία.

Στον τομέα των οχημάτων, τα σημαντικά πλεονεκτήματα των συσκευών ισχύος SIC στην αποτελεσματικότητα της μετατροπής ενέργειας μπορούν να αυξήσουν αποτελεσματικά το εύρος κρουαζιέρας και την αποτελεσματικότητα φόρτισης των ηλεκτρικών οχημάτων. Επιπλέον, οι συσκευές SIC έχουν χαμηλότερη αντοχή, μικρότερο μέγεθος τσιπ και υψηλότερη συχνότητα λειτουργίας, η οποία μπορεί να κάνει τα ηλεκτρικά οχήματα να προσαρμοστούν σε πιο σύνθετες συνθήκες οδήγησης. Με τη βελτίωση της απόδοσης SIC και τη μείωση του κόστους, η εγκατεστημένη χωρητικότητα των συσκευών ισχύος SIC σε νέα ενεργειακά οχήματα θα αυξηθεί σημαντικά και η ζήτηση για συσκευές ισχύος SIC στα οχήματα θα προωθήσει επίσης την ανάπτυξη άλμα.

Επί του παρόντος, όσον αφορά την παγκόσμια βιομηχανική διάταξη της SIC, οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ευρώπη και η Ιαπωνία έχουν σχηματίσει μια κατάσταση τριών ισχύος. Ωστόσο, σε σύγκριση με τα υλικά ημιαγωγών πρώτης γενιάς και δεύτερης γενιάς, η παγκόσμια βιομηχανία ημιαγωγών τρίτης γενιάς βρίσκεται ακόμα στο αρχικό στάδιο της ανάπτυξης και το χάσμα μεταξύ των εγχώριων και των mainstream βιομηχανίας SIC που δεν είναι μεγάλη, παρέχει μια ευκαιρία για την εγχώρια βιομηχανία τριών και μισών γενιάς για να ξεπεράσει την κάμψη και να εισέλθει στην αλυσίδα υψηλού επιπέδου της βιομηχανίας των ημιαγωγών.

Υψηλή θερμοκρασία Αντίστροφη μεροληψία των συσκευών ισχύος SIC:

1. Ο ρόλος της δοκιμής αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας

Η δοκιμή αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας είναι η προσομοίωση της συσκευής που λειτουργεί με την υψηλότερη τάση αντίστροφης μεροληψίας ή καθορισμένη τάση αντίστροφης προκατάληψης σε κατάσταση στατικής ή σταθερής κατάστασης για να μελετηθεί η προσομοίωση ζωής της συσκευής υπό συνθήκες μεροληψίας και θερμοκρασίας με την πάροδο του χρόνου. Ακόμη και ορισμένοι κατασκευαστές θα το χρησιμοποιήσουν ως βασική δοκιμή της πρώτης ή δεύτερης προβολής.

 

2. Οι συνθήκες δοκιμής για αντίστροφη προκατάληψη υψηλής θερμοκρασίας

Τα κύρια πρότυπα δοκιμών για την αντίστροφη προκατάληψη των διακριτών συσκευών υψηλής θερμοκρασίας περιλαμβάνουν τη μέθοδο MIL-STD-750 1038, το JESD22-A108, την μέθοδο των δοκιμών και των μεθόδων AEC-Q101, Μεταξύ αυτών, οι απαιτήσεις των κανονισμών αυτοκινήτων είναι οι πιο αυστηροί, εκτελούν 1000 ώρες κάτω από 100% τάση αντίστροφης μεροληψίας.

Για τις συσκευές ισχύος SIC, η μέγιστη ονομαστική θερμοκρασία διασταύρωσης είναι γενικά πάνω από 175 ° C και η τάση αντίστροφης προκατάληψης έχει ξεπεράσει τα 650V. Η υψηλότερη θερμοκρασία και το ισχυρότερο ηλεκτρικό πεδίο επιταχύνουν τη διάχυση και τη μετανάστευση κινητών ιόντων ή ακαθαρσιών στο στρώμα παθητικοποίησης. Με αυτόν τον τρόπο, οι ανωμαλίες των συσκευών μπορούν να ανιχνευθούν εκ των προτέρων και η αξιοπιστία της συσκευής μπορεί να επαληθευτεί σε μεγαλύτερο βαθμό.

3. Παρακολούθηση διαδικασίας της δοκιμής αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας των συσκευών SIC

Το ρεύμα διαρροής υψηλής θερμοκρασίας των διόδων SIC είναι γενικά 1-100 μΑ, ενώ το ρεύμα διαρροής των διόδων SIC κατά τη διάρκεια των δοκιμών αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας είναι συνήθως σχετικά μικρό, σε επίπεδο 0,1-10 μΑ. Η διαρροή μπορεί επίσης να αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου εάν η συσκευή είναι ελαττωματική. Αυτό απαιτεί ένα σύστημα παρακολούθησης διαρροής σε πραγματικό χρόνο, υψηλής ακρίβειας για την παροχή δεδομένων παρακολούθησης του ρεύματος διαρροής σε όλο τον κύκλο δοκιμής για να παρατηρηθεί η κατάσταση δοκιμής της συσκευής.

4. Πώς να περάσετε τη δοκιμή αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας;

Η δοκιμή αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας εξετάζει κυρίως την αξιοπιστία του υλικού, της δομής και της συσκευασίας της συσκευής, η οποία μπορεί να αντικατοπτρίζει την επίδραση αδυναμίας ή αποικοδόμησης του ακροδέκτη άκρων της συσκευής, το στρώμα παθητικοποίησης και τη δομή διασύνδεσης.

Επομένως, εάν μια συσκευή ισχύος μπορεί να περάσει τη δοκιμή αντίστροφης μεροληψίας υψηλής θερμοκρασίας θα πρέπει να εξετάσει τους κινδύνους από το στάδιο του σχεδιασμού του προϊόντος και να εξετάσει διεξοδικά τις γήρανσης των επιπτώσεων του ηλεκτρικού πεδίου και της υψηλής θερμοκρασίας σε υλικά, δομές και στρώματα παθητικοποίησης. Οι πραγματικοί παράγοντες περιβάλλοντος εφαρμογής απαιτούν ολοκληρωμένη διαχείριση και έλεγχο της επιλογής υλικού, σχεδιασμού δομής και βελτιώνουν τον ρυθμό απόδοσης.