通過自動(dòng)動(dòng)態(tài)開關(guān)測(cè)試研究 p-GaN HEMT 上的電應(yīng)力
出處：維庫電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-11-22 16:08:21
STS8200 用于動(dòng)態(tài)測(cè)試三個(gè) p-GaN HEMT 器件。這些標(biāo)有 A/B/C 的 650 V 額定器件來自不同制造商，典型室溫導(dǎo)通電阻 (RDSON) 額定值分別為 240 mΩ、130 mΩ 和 40 mΩ。如圖 1 所示的測(cè)試電路使用可調(diào)電阻負(fù)載來實(shí)現(xiàn)所需電流，在這些測(cè)試中為 2A。
該器件的漏極電壓 V DS設(shè)置為 600 V。柵極驅(qū)動(dòng)器使用高壓隔離驅(qū)動(dòng)器來控制被測(cè) GaN 器件 (DUT) 的開啟和關(guān)閉。柵極驅(qū)動(dòng)電流恒定為 10 mA，電壓為 6 V。通過檢測(cè)檢測(cè)電阻器 R2 兩端的電壓來監(jiān)控器件漏極電流 (I DS )。
GaN 器件能夠?qū)崿F(xiàn)非?？焖俚拈_關(guān)，并且為了確保準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，測(cè)試電路針對(duì)低寄生環(huán)路電感進(jìn)行了優(yōu)化。使用高速泰克 MSO58 示波器實(shí)時(shí)測(cè)量柵源 (GS) 和柵漏 (GD) 電壓。 K1 開關(guān)允許在確定的應(yīng)力時(shí)間間隔內(nèi)將高壓應(yīng)力電壓連接至器件漏極，在這些測(cè)試中該時(shí)間間隔為 10 秒。使用 PicoScope 6824E 捕獲電應(yīng)力前后的VGS、VDS 和 I DS波形。
為了測(cè)試測(cè)試平臺(tái)的重復(fù)性，在同一設(shè)備上連續(xù)進(jìn)行了五次測(cè)試，測(cè)試間隔超過24小時(shí)。結(jié)果數(shù)據(jù)的差異<= 5%，證明了測(cè)試方法和平臺(tái)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
切換測(cè)試方法和結(jié)果
圖 2 中的波形描述了開關(guān)和應(yīng)力施加過程。該方法涉及向器件施加 600 V 的預(yù)偏置，持續(xù)時(shí)間小于 1 ms。經(jīng)檢查，這不會(huì)改變?cè)O(shè)備的開關(guān)屬性。
在此預(yù)偏置之后，執(zhí)行 5 ?s 預(yù)應(yīng)力切換。在波形中捕獲并隨后提取的相關(guān)開關(guān)參數(shù)，例如上升時(shí)間和下降時(shí)間 (t r、 t f ) 以及開啟和關(guān)閉延遲 (t don、 t doff )，如圖 2 所示。然后進(jìn)行 600 V、10 秒的漏極應(yīng)力，并隨后測(cè)量應(yīng)力后開關(guān)參數(shù)。 STS8200 的快速計(jì)算能力可以定量提取應(yīng)力前和應(yīng)力后的這些開關(guān)參數(shù)。
表 1 總結(jié)了從三個(gè) GaN DUT 中提取的開關(guān)時(shí)間參數(shù)。
可以看出，除了 t don減少之外，樣品 A 所提取的開關(guān)參數(shù)變化很小。相比之下，樣品 B 顯示 tr和t don均顯著增加，而 t doff顯著減少。樣品 C 的 t f有所增加，而其他參數(shù)幾乎沒有變化。
為了研究這些切換參數(shù)對(duì)應(yīng)力時(shí)間的響應(yīng)，作者進(jìn)行了 100 毫秒至 10 秒的梯度電應(yīng)力，應(yīng)力之間至少有 24 小時(shí)的恢復(fù)期，以確保每個(gè)應(yīng)力響應(yīng)的獨(dú)立性。他們發(fā)現(xiàn)隨著壓力時(shí)間的增加呈現(xiàn)單調(diào)趨勢(shì)。
下一步是將這些開關(guān)參數(shù)變化與設(shè)備的物理參數(shù)（例如用于對(duì)設(shè)備建模的內(nèi)部電容）聯(lián)系起來。 HEMT器件與其他晶體管一樣，具有輸入電容Ciss，它是柵源電容CGS和柵漏電容CGD之和。米勒電容Crss為CGD，而輸出電容Coss由漏源電容CDS和CGD之和組成。
因此，作為對(duì)樣品 B 的結(jié)果的解釋，可以推測(cè)閾值電壓 V TH和米勒平臺(tái)電壓 V GP都隨著電應(yīng)力而增加。這很可能來自器件層中帶負(fù)電的捕獲位點(diǎn)，這是 GaN HEMT 中的一種眾所周知的現(xiàn)象，已知會(huì)增加動(dòng)態(tài) R DSON。開關(guān)壓力測(cè)試突出了不同供應(yīng)商制造的設(shè)備之間的行為差??異。
因此，器件和電源制造商都可以使用該測(cè)試來評(píng)估其 GaN HEMT 在高頻開關(guān)應(yīng)用中的可靠性和性能。開關(guān)應(yīng)力測(cè)試相對(duì)較快并且可以以高度并行的方式執(zhí)行，可以補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)可靠性測(cè)試，例如動(dòng)態(tài)高溫工作壽命 (DHTOL) 和開關(guān)加速壽命 (SALT)，這些測(cè)試在 JEDEC 指南中概述氮化鎵功率器件。
該器件的漏極電壓 V DS設(shè)置為 600 V。柵極驅(qū)動(dòng)器使用高壓隔離驅(qū)動(dòng)器來控制被測(cè) GaN 器件 (DUT) 的開啟和關(guān)閉。柵極驅(qū)動(dòng)電流恒定為 10 mA，電壓為 6 V。通過檢測(cè)檢測(cè)電阻器 R2 兩端的電壓來監(jiān)控器件漏極電流 (I DS )。
GaN 器件能夠?qū)崿F(xiàn)非?？焖俚拈_關(guān)，并且為了確保準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，測(cè)試電路針對(duì)低寄生環(huán)路電感進(jìn)行了優(yōu)化。使用高速泰克 MSO58 示波器實(shí)時(shí)測(cè)量柵源 (GS) 和柵漏 (GD) 電壓。 K1 開關(guān)允許在確定的應(yīng)力時(shí)間間隔內(nèi)將高壓應(yīng)力電壓連接至器件漏極，在這些測(cè)試中該時(shí)間間隔為 10 秒。使用 PicoScope 6824E 捕獲電應(yīng)力前后的VGS、VDS 和 I DS波形。
為了測(cè)試測(cè)試平臺(tái)的重復(fù)性，在同一設(shè)備上連續(xù)進(jìn)行了五次測(cè)試，測(cè)試間隔超過24小時(shí)。結(jié)果數(shù)據(jù)的差異<= 5%，證明了測(cè)試方法和平臺(tái)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
切換測(cè)試方法和結(jié)果
圖 2 中的波形描述了開關(guān)和應(yīng)力施加過程。該方法涉及向器件施加 600 V 的預(yù)偏置，持續(xù)時(shí)間小于 1 ms。經(jīng)檢查，這不會(huì)改變?cè)O(shè)備的開關(guān)屬性。
在此預(yù)偏置之后，執(zhí)行 5 ?s 預(yù)應(yīng)力切換。在波形中捕獲并隨后提取的相關(guān)開關(guān)參數(shù)，例如上升時(shí)間和下降時(shí)間 (t r、 t f ) 以及開啟和關(guān)閉延遲 (t don、 t doff )，如圖 2 所示。然后進(jìn)行 600 V、10 秒的漏極應(yīng)力，并隨后測(cè)量應(yīng)力后開關(guān)參數(shù)。 STS8200 的快速計(jì)算能力可以定量提取應(yīng)力前和應(yīng)力后的這些開關(guān)參數(shù)。
表 1 總結(jié)了從三個(gè) GaN DUT 中提取的開關(guān)時(shí)間參數(shù)。
可以看出，除了 t don減少之外，樣品 A 所提取的開關(guān)參數(shù)變化很小。相比之下，樣品 B 顯示 tr和t don均顯著增加，而 t doff顯著減少。樣品 C 的 t f有所增加，而其他參數(shù)幾乎沒有變化。
為了研究這些切換參數(shù)對(duì)應(yīng)力時(shí)間的響應(yīng)，作者進(jìn)行了 100 毫秒至 10 秒的梯度電應(yīng)力，應(yīng)力之間至少有 24 小時(shí)的恢復(fù)期，以確保每個(gè)應(yīng)力響應(yīng)的獨(dú)立性。他們發(fā)現(xiàn)隨著壓力時(shí)間的增加呈現(xiàn)單調(diào)趨勢(shì)。
下一步是將這些開關(guān)參數(shù)變化與設(shè)備的物理參數(shù)（例如用于對(duì)設(shè)備建模的內(nèi)部電容）聯(lián)系起來。 HEMT器件與其他晶體管一樣，具有輸入電容Ciss，它是柵源電容CGS和柵漏電容CGD之和。米勒電容Crss為CGD，而輸出電容Coss由漏源電容CDS和CGD之和組成。
因此，作為對(duì)樣品 B 的結(jié)果的解釋，可以推測(cè)閾值電壓 V TH和米勒平臺(tái)電壓 V GP都隨著電應(yīng)力而增加。這很可能來自器件層中帶負(fù)電的捕獲位點(diǎn)，這是 GaN HEMT 中的一種眾所周知的現(xiàn)象，已知會(huì)增加動(dòng)態(tài) R DSON。開關(guān)壓力測(cè)試突出了不同供應(yīng)商制造的設(shè)備之間的行為差??異。
因此，器件和電源制造商都可以使用該測(cè)試來評(píng)估其 GaN HEMT 在高頻開關(guān)應(yīng)用中的可靠性和性能。開關(guān)應(yīng)力測(cè)試相對(duì)較快并且可以以高度并行的方式執(zhí)行，可以補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)可靠性測(cè)試，例如動(dòng)態(tài)高溫工作壽命 (DHTOL) 和開關(guān)加速壽命 (SALT)，這些測(cè)試在 JEDEC 指南中概述氮化鎵功率器件。
關(guān)鍵詞：開關(guān)測(cè)試
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處：維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)”的所有作品，版權(quán)均屬于維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明維庫電子市場(chǎng)網(wǎng)，http://udpf.com.cn，違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品出處，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
相關(guān)技術(shù)資料
- 頻譜儀精準(zhǔn) TOI 測(cè)量的設(shè)置優(yōu)化2025/9/5 16:39:30
- SiPM 測(cè)試板偏置電壓源的選擇與考量2025/9/2 15:54:57
- EMC的測(cè)試方法有幾種常見2025/8/28 17:25:45
- FCBAG封裝集成電路在失效分析中常用的檢測(cè)設(shè)備與技術(shù)2025/8/27 17:03:25
- 高端精密裝備精度測(cè)量的核心理論與實(shí)用方法2025/8/27 16:31:27
技術(shù)分類
廣告
熱門技術(shù)資料
最新技術(shù)資料
- BOOST芯片的VIN與VOUT非常接近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么情況？
- 如何在無線電連接設(shè)備中嵌入安全性
- ADI芯品兼具高精度與低延遲的SAR ADC
- Allegro發(fā)布革命性10MHz TMR電流傳感器ACS3
- 串口、UART、RS232、RS485、USB、COM 口全面解析
- 變壓器基礎(chǔ)知識(shí)：原理、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用
- 一款高集成度雙通道、寬頻、自感式數(shù)字電感電容傳感芯片 - MLC12G
- PCB生產(chǎn)制造中銀層缺陷應(yīng)對(duì)措施
- 電路板電鍍中4種特殊的電鍍方法
- 高通SA8155P芯片的接口協(xié)議
