随着算力基础设施的扩张,数据中心供电向高效率、高功率密度的800V HVDC架构演进。在此链路中,SiC/GaN宽禁带器件优势显著,但其极快的开关速度与极高的dv/dt,使得动态测试误差源繁杂,工程师极易因测量失真造成损耗误判或器件选型偏差。RIGOL功率半导体动态测试解决方案,通过搭建标准化双脉冲测试链路,助力工程师精准捕获器件动态特性,规避高频测试中的常见误差。
为什么双脉冲测试是关键方法
为什么双脉冲测试是行业通用标准?
在高压高频供电架构下,器件的动态行为直接决定系统损耗与整机可靠性。双脉冲测试作为行业通用标准,凭借半桥感性负载拓扑,能完美复刻变换器的真实换流工况。它不仅能全面捕获开通/关断、反向恢复及栅极串扰波形,还支持对工况电压、电流、驱动电阻等参数的灵活自定义配置,是研发、封测及量产中评估SiC/GaN器件动态特性的必备手段
双脉冲原理图

双脉冲测试波形图

母线电容、负载电感、电压、电流关系示意图

SiC/GaN测试核心难点:三大误差来源
宽禁带器件边沿极快、高频干扰强,测试不能仅满足于“看到波形”,必须严格排查误差:
测试评判:需区分准确度与精确度。研发场景需二者兼顾,确保波形无异常振荡与误导通,且仪器带宽与接地方式必须匹配高频浮地测试条件。
不同情况下的 VGS 和串扰波形示意图

不同输入电容补偿情况所测得 VGS 波形示意图

不同接地线测得 VGS 波形示意图

光隔离探头与高压差分探头测得串扰波形示意图

探头选型:这是误差的主要来源。测量下管VGS推荐使用无源探头并做好补偿校准;上管串扰测量必须优先选择光隔离探头,普通差分探头因共模抑制差,测量误差可达数倍。测量VDS推荐高压无源探头,高压差分探头易出现偏置或震荡。测量IDS则需采用1GHz以上带宽的同轴电阻,以精准捕捉高速电流变化。
通道延时:多通道探头传输时延不同会导致波形错位,直接造成开关损耗积分计算失真。必须利用VDS和IDS的物理关联特征进行对齐校准,这是量化损耗的必要步骤。

校准前后,瞬态波形示意图

校准前后,第二次开通瞬态波形示意图
校准前后,第一次关断瞬态波形示意
开通能量 | 关断能量 | |
校准前 | 866uJ | 53uJ |
校准后 | 700uJ | 180uJ |
表1 校准前后,开通/关断能量对比表
RIGOL SiC/GaN动态测试一站式解决方案
800V 高压供电逐步普及,SiC/GaN 动态测试标准化备受重视。RIGOL 整合函数/任意波形发生器、数字示波器、可编程线性电源与光隔离探头,打造完整测试系统,依托脉冲生成、波形采集、误差校准的闭环流程及标准化双脉冲测试,攻克宽禁带器件测试难题,同时兼容 IGBT,可满足全品类功率器件测试需求。
RIGOL 功率半导体动态参数测试解决方案
方案核心要点
按场景定方案:区分研发、封测、量产测试需求,差异化配置
仪器合理匹配:拒绝过度堆料,带宽与器件开关速率适配波形
优先原则:先排查测试链路误差,再量化电气参数
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DG5000 Pro系列函数/任意波形发生器
普源精电(RIGOL)推出新一代多通道波形生成解决方案平台。该产品核心性能出众,输出频率最高达 500MHz,采样率 2.5GSa/s,分辨率可达 16bit。设备机身小巧,同时集成 8 路独立输出通道,搭配隔离通道组设计,信号纯净度高,使用方式也更加灵活。
产品特点:
■ 最高输出频率:500MHz
■ 通道数:单台8通道,通道组间独立隔离
■ 采样率:2.5GSa/s
■ 垂直分辨率:16bit
■ 单通道波形存储:
标配 64 Mpts/CH
选配 128 Mpts/CH
■ 支持的选配功能(限时免费):
多脉冲
高级波形序列
多音调制
PRBS及自定义码型输出
IQ波形
128Mpts存储深度
■ 显示屏:10.1英寸,1280*800高清触控屏
作为新一代多通道波形生成平台,DG5000 Pro输出频率最高达500MHz,采样率2.5GSa/s,分辨率达16bit。其机身小巧却集成了8路独立隔离输出通道,信号纯净度高,是构建标准化双脉冲测试链路的理想驱动信号源。
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