อุปกรณ์พลังงาน SIC และอคติย้อนกลับอุณหภูมิสูง

อุปกรณ์พลังงาน SIC (ซิลิกอนคาร์ไบด์) สามารถตอบสนองความต้องการของประสิทธิภาพสูงขนาดเล็กน้ำหนักเบาและความหนาแน่นพลังงานสูงของระบบอิเล็กทรอนิกส์พลังงานเนื่องจากความต้านทานอุณหภูมิสูงความต้านทานแรงดันไฟฟ้าสูงและการสูญเสียการสลับต่ำ มันได้รับการค้นหาโดยยานพาหนะพลังงานใหม่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์การขนส่งทางรถไฟสมาร์ทกริดและสาขาอื่น ๆ

ในด้านยานพาหนะข้อดีที่สำคัญของอุปกรณ์พลังงาน SIC ในประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสามารถเพิ่มช่วงการล่องเรือได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการชาร์จของยานพาหนะไฟฟ้า นอกจากนี้ อุปกรณ์ SIC มีความต้านทานต่ำขนาดชิปขนาดเล็กและความถี่ในการทำงานที่สูงขึ้นซึ่งสามารถทำให้ยานพาหนะไฟฟ้าปรับให้เข้ากับสภาพการขับขี่ที่ซับซ้อนมากขึ้น ด้วยการปรับปรุงผลผลิต SIC และการลดลงของต้นทุนความสามารถในการติดตั้งของอุปกรณ์พลังงาน SIC ในยานพาหนะพลังงานใหม่จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและความต้องการอุปกรณ์พลังงาน SIC ในยานพาหนะจะนำไปสู่การพัฒนาก้าวกระโดด

ในปัจจุบันในแง่ของรูปแบบอุตสาหกรรมระดับโลกของ SIC, สหรัฐอเมริกา, ยุโรปและญี่ปุ่นได้จัดตั้งสถานการณ์สามพลังงาน อย่างไรก็ตามเมื่อเทียบกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นแรกและรุ่นที่สองอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามทั่วโลกยังคงอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาและช่องว่างระหว่างอุตสาหกรรม SIC ในประเทศและกระแสหลักไม่ใหญ่มาก

การทดสอบอคติย้อนกลับอุณหภูมิสูงของอุปกรณ์พลังงาน SIC：

1. บทบาทของ การทดสอบอคติอุณหภูมิสูง

การทดสอบอคติย้อนกลับอุณหภูมิสูงคือการจำลองอุปกรณ์ที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าอคติย้อนกลับสูงสุดหรือแรงดันไฟฟ้าอคติย้อนกลับที่ระบุในโหมดคงที่หรือคงที่เพื่อศึกษาการจำลองอายุการใช้งานของอุปกรณ์ภายใต้เงื่อนไขอคติและอุณหภูมิเมื่อเวลาผ่านไป แม้แต่ผู้ผลิตบางรายก็จะใช้เป็นแบบทดสอบหลักของการคัดกรองครั้งแรกหรือครั้งที่สอง

 

2. เงื่อนไขการทดสอบสำหรับอคติย้อนกลับอุณหภูมิสูง

มาตรฐานการทดสอบหลักสำหรับอคติย้อนกลับอุณหภูมิสูงของอุปกรณ์ที่ไม่ต่อเนื่อง ได้แก่ MIL-STD-750 วิธี 1038, JESD22-A108, GJB 128A-1997 วิธี 1038, AEC-Q101 ตารางที่ 2 B1 รายการที่แตกต่างกันมาก ในหมู่พวกเขาข้อกำหนดของกฎระเบียบยานยนต์มีความเข้มงวดที่สุดรัน 1,000h ภายใต้แรงดันไฟฟ้าอคติย้อนกลับ 100%

สำหรับอุปกรณ์พลังงาน SIC อุณหภูมิทางแยกสูงสุดโดยทั่วไปจะสูงกว่า 175 ° C และแรงดันไฟฟ้าอคติย้อนกลับเกิน 650V อุณหภูมิที่สูงขึ้นและสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งขึ้นจะช่วยเร่งการแพร่กระจายและการย้ายถิ่นของไอออนมือถือหรือสิ่งสกปรกในชั้น passivation ด้วยวิธีนี้ความผิดปกติของอุปกรณ์สามารถตรวจพบได้ล่วงหน้าและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์สามารถตรวจสอบได้ในระดับที่มากขึ้น

3. การตรวจสอบกระบวนการของการทดสอบอคติอุณหภูมิสูงของอุปกรณ์พลังงาน SIC

กระแสรั่วไหลของอุณหภูมิสูงของไดโอด SIC โดยทั่วไปคือ 1-100 μAในขณะที่กระแสรั่วไหลของไดโอด SIC ในระหว่างการทดสอบอุณหภูมิย้อนกลับอุณหภูมิสูงมักจะค่อนข้างเล็กที่ระดับ 0.1-10 μA การรั่วไหลสามารถเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปหากอุปกรณ์มีข้อบกพร่อง สิ่งนี้ต้องใช้ระบบตรวจสอบการรั่วไหลที่มีความแม่นยำสูงแบบเรียลไทม์เพื่อให้ข้อมูลการตรวจสอบกระแสการรั่วไหลตลอดวงจรการทดสอบเพื่อสังเกตสถานะการทดสอบของอุปกรณ์

4. จะผ่านการทดสอบอคติอุณหภูมิอุณหภูมิสูงได้อย่างไร?

การทดสอบอุณหภูมิย้อนกลับอุณหภูมิสูงจะตรวจสอบวัสดุโครงสร้างและความน่าเชื่อถือของบรรจุภัณฑ์เป็นหลักซึ่งสามารถสะท้อนถึงความอ่อนแอหรือผลการย่อยสลายของขั้วขอบของอุปกรณ์ชั้น passivation และโครงสร้างการเชื่อมต่อระหว่างกัน

ดังนั้นไม่ว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าจะสามารถผ่านการทดสอบอุณหภูมิย้อนกลับอุณหภูมิสูงควรพิจารณาความเสี่ยงจากขั้นตอนการออกแบบผลิตภัณฑ์และพิจารณาถึงผลกระทบที่สูงขึ้นของสนามไฟฟ้าและอุณหภูมิสูงต่อวัสดุโครงสร้างและชั้น passivation ปัจจัยสภาพแวดล้อมการใช้งานจริงต้องการการจัดการแบบบูรณาการและการควบคุมการเลือกวัสดุการออกแบบโครงสร้างการออกแบบโครงสร้างและปรับปรุงอัตราผลตอบแทน