电动汽车的“吃鸡”装备，功率器件新宠

例如国外某电动车性能版本百公里加速为3.4秒，可谓秒天秒地。外媒也对该车和传统汽油跑车做了加速对比，结果电动汽车完胜。

这样的成绩是离不开第三代半导体器件的贡献，以Tesla为例，Tesla是第一家使用全SiC功率模块的汽车制造商，可谓第一个吃螃蟹的车厂。特斯拉逆变器由24个电源模块组成，这些电源模块组装在针翅式散热器上。每个模块包含两个SiC MOSFET，采用创新的芯片粘接解决方案，并通过铜夹直接连接在端子上，并通过铜基板散热。

国内各家新能源厂商也不甘落后，新能源也成为了国家政策。作为科技部“十三五”新能源汽车专项标志性成果，在2019世界新能源汽车大会上，中车电动重磅展示了基于以上项目的车用SiC电机控制器、车用自主1200V SiC 芯片及模块、车用高温大电流SiC MOSFET双面银芯片技术等最新科技成果。

此外，第三代半导体材料另一大热门氮化镓（GaN）也渐渐通过商业认证，摩拳擦掌。

例如，美国Transphorm Inc.已经宣布，其第三代通过JEDEC认证的高电压GaN平台已通过汽车电子委员会(Automotive Electronics Council)汽车级离散半导体AEC-Q101标准的压力测试。

这一成果标志着该公司实现了第二个获得汽车认证的产品系列。并且，值得注意的是，第三代GaN平台在认证测试期间表现出了最高可靠性，能够在175°C的温度下运行。

另一个消费电子的例子是在我们日常使用的设备手机充电器，第三代半导体材料也是功不可没，例如Anker早在2018年就发布了基于氮化镓GaN元件的充电器，实际体积仅比iPhone 5W原装充电器稍大一些，拥有一个USB Type-C口，支持USB PD快充协议，最高功率为27W。

下面也给各位简单介绍下本文主人公，吃鸡装备：第三代半导体材料。

半导体产业发展至今经历了三个阶段：

第一代半导体材料以硅为代表；第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用，而第三代半导体是指以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、金刚石、氧化锌（ZnO）为代表的宽禁带半导体材料。

和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点，可以满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的新要求。

和第一代、第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有宽的禁带宽度，高的击穿电场、高的热导率、高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力，因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件，通常又被称为宽禁带半导体材料（禁带宽度大于2.2ev），也称为高温半导体材料。

碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等全新宽带隙材料能够支持大电压和高切换速度，在新兴大功率应用领域具有广阔前景。

例如，IGBT可以作为众多应用的电子开关，并且其重要性持续增加。在高电压直流偏置条件下 (高达 3 kV)，高击穿电压 (达 10 kV)、 大电流 (数千安培)、 栅极电荷以及连接电容表征和器件温度特征和 GaN器件电流崩溃效应测量功能都十分必要， 是推动新器件尽快上市的重要保证。

俗话说的好，严师出高徒，没有严格的测试也无法成就高性能的半导体器件。面对第三代半导体材料的IGBT, MOSFET等功率器件对于高电压，高电流的要求我们又应该怎么做呢？

下面几个测试项目和解决方案是调教第三代半导体器件的良方：

面对功率器件高压、高流的测试要求，Keysight可以提供B1505A和B1506A两套测试方案，可以支持晶圆和封装器件全参数测试：

随着开关频率的不断增加，器件的开关损耗超过静态损耗成为主要功耗来源，器件的动态参数也成为评估器件性能的重要参数。

相对于器件的静态参数，动态参数主要表征的是器件在开启或关断瞬间的电学特性参数，其主要是寄生电阻和寄生电容在动态应用中，会引起充、放电过程，给电路实际工作带来一些限制同时也决定的器件的开关性能。

例如在毫米波超宽带 PA 测试中，发现测试附件会产生影响，比如毫米波频段使用的线缆和接头，相对于 6GHz 以下的低频段，一般存在更大的线性失真和不平坦性，如果是仪表内置校正方式，也很难应对，但是现场外部校正方式就可以把它们包含在校正数据里面，去除这些部分的影响。

是德科技最新发布的动态参数测试系统PD1500A涵盖的测试包括：

*标配高温测试功能，温度范围：室温—150°C

可扩展的测试功能：

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