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射频隔离高压探头用于半导体元器件测试方案

2021-06-16 08:59:31
射频隔离高压探头用于半导体元器件测试方案
详细介绍:

一、概述

       知用推出射频隔离高压差分探头OP6030推动第三代半导体发展,将Vgs真实呈现。OP6030是一款超高共模抑制比的隔离电压探头。传统的差分探头的共模抑制比在高频段下降很快,导致准确测量高共模干扰电压下的小电压信号波形(比如测量半桥电路的上管的驱动电压)极其困难。OP6030釆用了射频隔离技术,从而在整个工作带宽(50MHz)内具有超高的共模抑制比,可以帮助我们的客户用很低的成本完成这类挑战性的测量。

高压差分探头

二、第三代半导体材料行业背景

       以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代宽禁带半导体材料的应用,是各国争相发展的重点领域。第三代宽禁带半导体材料独有的高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等特性,不仅能够满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等需求,还可以降低50%以上的能量损失,可使装备体积减小近75%,在半导体材料领域具有里程碑意义。

       随着宽禁带技术的进步,材料工艺与器件工艺的逐步成熟,在一些高端应用领域,正在逐步取代第二代半导体材料,建立了衬底、外延、器件以及应用等完整的产业链。除了美国、欧洲、日本等高科技企业在技术上的强力推进,国内也有数十家科技企业投入大量资金布局第三代半导体业务。在大规模商用上,较高的技术门槛和成本依然是第三代宽禁带半导体发展的瓶颈。

       当前整个电源产业正发生着深刻的变革,以SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)为代表的宽禁带半导体技术已经在众多行业中得到了广泛的应用,也给电源的开发测试工作带来了众多的挑战。

高压差分探头

三、研发过程中的测试难点

(1)传统测试工具,测试结果会让研发人员困扰,无法判断真实的信号波形是因测试问题导致,还是器件或系统本身的问题。

(2)GaN 应用于PD快充,OBC,上管Vgs无法测试,不测试会导致烧板子,炸管,产品有安全隐患。

(3)SiC多用于新能源逆变器、轨道交通、电驱动等大功率器件的应用,半桥及全桥电路上管无法准确测量,不测试会导致烧板子,炸管,产品有安全隐患,会导致牺牲SiC的优异性能来保证产品安全要求。

四、解决方案

      射频隔离探头OP6030为上管Vgs测量设置了新的标准,设计者终于能看到以前隐藏的信号特征。推荐搭配SDS6000 Pro系列示波器、射频隔离探头,拥有*的CMRR特性和射频隔离技术。

高压差分探头

五、方案优势

(1)应对SiC高频挑战: 提供高达50MHz带宽测试能力,相比较传统的测试系统性能提升5倍。

(2)应对更高精度挑战: 高精度测试系统,可以准确测试Vgs、Vds 的开关波形上升沿及下降沿细节,比8Bit系统分辨率提升16倍。

(3)应对高共模电压挑战: 高达120dB的共模抑制比性能比传统高压差分探头提升了1000倍。

(4)应对干扰挑战: 射频隔离探头将信号和测试的电气隔离,降低信号端噪声对测试结果的影响。

(5)应对信号连接挑战: 采用SSMB接口及专用方形接口方式,降低线缆长度引起的震荡,并降低环境噪声引入。