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测试跟鉴定有助于保障GaN的牢靠性
添加时间:2020-11-26
 

与专家的配合使GaN可能实现一个加强的JEDEC体系,如下图所示。

对于汽车及格的产品,可以采用相似的方法,包括完成标准AEC-Q101测试,然后通过增量测试进行弥补,进而了解GaN和硅之间的差异。这个限定领导我们对系统的整个生命周期进行定义和评估。“要想晓得GaN的生命周期需要对故障模式、故障机制、任务概况和产品设计有一个全面的了解。一旦了解了失效机制,测试抉择将基于失效机制的加速度履行。”

寿命模型定义了半导体组件在预约周期内的预期行动,网易严选“反复思考”:在疫情后的第一个双。这些模型包括电压和温度,再应用威布尔图盘算加速度,并在特定操作前提下(义务剖面)断定故障时间。

GaN Systems首席执行官Jim Witham强调,功率晶体管行业对结合电子器件工程委员会(JEDEC)硅晶体管标准的认证指南无比熟习。但对于氮化镓,器件材料不同,因此失效模式和机理也不同。

行业方式都有哪些?

经由恰当的设计后,外部机构通常是由制造过程中的一个过错-装配缺陷引起的。这些外在的缺点需要由制造商通过实验筛选出来。另一方面,内在机制是因为材料在产品运用的生命周期中天然降解造成的。

Witham:“我以为其中一个关键因素是产品开发周期。我们首先要做的是设计一个产品。二是资质,我们用高电压、高温度、高相对湿度、高频率的时间来进行确认测试,以确保半导体器件在应力前后都能依照设计的方法运行。接下来,为了表明所有失效模式都被理解。我们对产品进行故障测试;而后,症结是要确保这些信息包括在产品开发周期中。懂得失效模式、从新设计、延伸使用寿命的全部过程十分关键。数据就是证据。因而,我们已经证明,GaN系统晶体管的寿命与最好的硅功率晶体管一样好,甚至更好。”

Witham:“这里的合作包括作为基准的JEDEC标准和AEC-Q101测试,以及针对硅和GaN在资料和失效模式方面的差异实行的额定测试。钓饵丈量采取FMEA和测试失效办法进行辨认,所有测试均针对外部和内部失效模式进行。我们称这些程序为增强JEDEC和AutoQual+测试。”

为了证明稳定性和可靠性,其测试已经扩展到JEDEC需要之外。下图显示了扩大到JEDEC的测试性能示例。图表显示了稳固性能,是JEDEC测试和AEC-Q101测试标准所需测试时间的5倍。”

在GaN Systems解决计划中,重要的故障模式是TDSB(时光依附肖特基击穿)。有趣的是,该失效测试是在较低的温度下进行的,由于这种生效机制在低温下产生得更快。这象征着温度越低,寿命越短。

然而,一肖中特免费公开选料,Witham指出,这里仍存在一些挑衅,失效机制因供应商而异。一些供给商可能不准确的教训。对其余懂得其故障机制的公司来说,这些公司能够将其机制与测试和设计相关系,以确保GaN晶体管的长命命和整系统统可靠性。

GaN Systems晶体管的牢靠性包含故障模式剖析、严厉的设计和一系列寿命测试。所有这些有效测试使公司可以为汽车、产业跟航空航天利用供给强盛可靠的解决方案。

Witham指出,在JEDEC和AEC-Q下肯定GaN测试指南是GaN行业研讨工作的局部。“决议电子系统性命的任务轮廓正在转变。例如,对于需要>3万小时的HEV/EV车载充电器来说,须要8000小时应用寿命的内燃机汽车已经大大增长,简直增添了4倍”。

GaN证实了它至少存在与硅MOSFET雷同的预期寿命,幻想情形下,寿命更好。该部分和JEDEC JC-70委员会正在尽力为GaN和SiC器件定义系列测试和检测尺度,以确保系统可靠性。Witham表现,行业同盟正在努力战胜差别,因为存在着不同技巧和不同贸易好处的供应商:些有硅和氮化镓,些只有氮化镓,以及三者都有。

就可靠性而言,最艰苦的市场是汽车、工业和高可靠性航空航天范畴。GaN Systems所做的是与不同的客户进行合作。Witham:“我们组建了一个团队,为了确保我们了解什么测试以及他们想要看到什么,我们在团队内部开发了测试方法。因此,一旦我们实现,客户会从他们的角度得到正确的成果。”

氮化镓晶体管进步了电力系统的机能,同时下降了元件绝对本钱。然而品质和可靠性咱们如何保障呢?

为确保GaN Systems装备的可靠性和持重性,GaN Systems已经与多少家汽车和工业客户协作,制订策略和认证流程。该策略的要害因素可演绎为器件失效模式、晶体管设计、测试设计和制作进程。


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