實(shí)測案例：1200V GaN HEMT功率器件動(dòng)態(tài)特性測試

氮化鎵器件是第三代半導(dǎo)體中的典型代表，具有極快的開關(guān)速度，能夠顯著提升功率變換器的性能，受到電源工程師的青睞。同時(shí)，極快的開關(guān)速度又對(duì)其動(dòng)態(tài)特性的測試提出了更高的要求，稍有不慎就會(huì)得到錯(cuò)誤結(jié)果。

傳統(tǒng)氮化鎵器件多用于消費(fèi)類電子市場，研發(fā)高壓氮化鎵器件將有助于在電力電子、新能源和電動(dòng)汽車行業(yè)開拓新的應(yīng)用市場。量芯微（GaNPower）是全球第一家推出1200V高壓硅基氮化鎵功率器件的廠家。這次測試的1200伏TO-252封裝的氮化鎵器件GPIHV15DK，在市場上具有標(biāo)志性意義，傳統(tǒng)的氮化鎵功率器件最高電壓普遍停留在低壓應(yīng)用。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GaN HEMT功率器件動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行精準(zhǔn)測試，對(duì)應(yīng)的測試系統(tǒng)往往需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 測量設(shè)備具有足夠的帶寬，確保開關(guān)過程不被濾波

針對(duì)此要求，泰克科技的功率器件動(dòng)態(tài)特性測試系統(tǒng)DPT1000A中配置了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的示波器MSO5（1GHz帶寬）、光隔離探頭TIVP1（1GHz帶寬）、高壓無源探頭TPP0850（800MHz帶寬）、Shunt（500MHz帶寬）

2. 探頭與測量點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)最小回路連接，減小測量回路中額外引入的寄生參數(shù)，避免測量結(jié)果中出現(xiàn)并不存在的震蕩或其他異常波形

3. 控制測試板中功率回路和驅(qū)動(dòng)回路的電感，避免開關(guān)波形出現(xiàn)嚴(yán)重震蕩或超出器件安全工作范圍

針對(duì)要求2和3，泰克科技為GaN HEMT功率器件提供了專用測試板以確保測試效果，其具有以下特點(diǎn)：

a. 元器件布局緊湊、驅(qū)動(dòng)電路靠近器件，盡量減小功率回路和驅(qū)動(dòng)回路電感

b. 針對(duì)不同封裝類型的器件，提供焊接和壓接兩種形式，既可以避免傳統(tǒng)Socket引入過量的寄生電壓，又能夠確保器件牢固可靠。

c. 光隔離探頭TIVP1、高壓無源探頭TPP0850與PCB連接時(shí)采用專用測試座，盡量減少了引入測量回路的電感，同時(shí)還確保了測量的重復(fù)性。

以TO-252測試板為例，我們可以看到其上的各功能模塊

? 下管器件：量芯微的1200伏氮化鎵器件GPIHV15DK

? 上管器件：TO-252封裝的1200伏碳化硅二極管

? 測試點(diǎn)：柵極的信號(hào)的測試點(diǎn)，主回路電流的測試點(diǎn)，源漏極Vds的電壓的測試點(diǎn)

泰克DPT1000A功率器件動(dòng)態(tài)特性測試系統(tǒng)集成了MSO58B高分辨率多通道示波器、光隔離探頭以及雙通道的任意波形發(fā)生器等產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)：

- 定制化系統(tǒng)設(shè)計(jì) & 自動(dòng)化測試軟件

- 高帶寬/高分辨率測試設(shè)備 , 在高速開關(guān)條件下準(zhǔn)確表征功率器件

- 覆蓋高壓、中壓、低壓、pmos、GaN 等不同類型，不同封裝芯片測試

- 可以提供單脈沖、雙脈沖、反向恢復(fù)、Qg、短路測試等測試功能

進(jìn)入到1200V意味著氮化鎵器件在800伏電驅(qū)或其他高壓應(yīng)用上將發(fā)揮重要作用，同時(shí)相比于碳化硅器件，在成本上也會(huì)有更大的優(yōu)勢，證明未來高壓氮化鎵器件在工業(yè)和能源應(yīng)用市場將會(huì)有更大的發(fā)展空間。