示波器函数/任意波形发生器直流电源 | SiC/GaN 宽禁带半导体器件动态特性测试
前言
宽禁带半导体器件（SiC 和 GaN）凭借其优异的材料特性，正在推动电力电子技术向更高的频率、效率和功率密度方向发展。然而，这些器件的开关速度（dv/dt 可达 100V/ns 以上，di/dt 可达 10A/ns 以上）给动态特性测试带来了前所未有的挑战。传统硅基器件的测试方法已无法满足精度要求，寄生参数的影响、测量系统的带宽限制以及电磁干扰问题成为制约测试准确性的关键因素。本解决方案针对 SiC/GaN 器件的特殊测试需求，为器件研发、模型验证、应用选型及可靠性评估提供关键数据支撑。
Part.1 宽禁带半导体器件原理
固体的能带结构主要分为导带、价带和禁带三部分。材料导电需要价带中的电子跃迁到导带中，形成可以自由移动的电子，电子需要跃迁的距离即为禁带宽度。禁带宽度越窄，电子越容易发生跃迁，越容易导电。反之，禁带宽度越宽，电子跃迁所需要的能量越高，越不容易发生电子跃迁而导电。
Part.2 SiC/GaN 动态指标和测试方案
SiC/GaN 动态测试旨在评估器件在开关瞬态过程中的性能，主要分为以下几类：
三个测试都基于 DPT 平台，只需更换测量焦点和分析方法，都需要高带宽探头和示波器，只是探头类型和连接点不同。开关损耗测试用到示波器的乘法和积分功能，栅极特性测试用到示波器的积分和 XY 模式，动态电阻测试用到示波器的 FFT和高分辨率捕获。这种模块化设计允许在同一硬件平台上完成所有动态特性测试，极大提高了测试系统的灵活性和经济性。