Составлено руководство для оценки надёжности силовых GaN-транзисторов

Какими бы передовыми ни были полупроводниковые разработки, без утверждённых стандартов и руководств по тестированию продуктов далеко не уедешь. Чтобы гарантировать качество товара, проектировщикам необходимо точно знать характеристики продуктов и иметь возможность получить независимую экспертную оценку. Всё это в полной мере касается нового класса так называемых широкозонных полупроводников, стандарты которых разрабатывает комитет JEDEC.

Перспективные направления для силовых элементов на основе нитрида галлия

Вчера рабочая группа комитета JEDEC по вопросам стандартизации широкозонных полупроводников сообщила о публикации руководства по процедурам оценки надёжности коммутации для устройств преобразования энергии на основе нитрида галлия (документ JEP180). Рекомендации созданы рабочей группой JEDEC JC-70, которая с октября 2017 года работает над стандартами для дискретных и интегрированных решений на основе нитрида галлия и карбида кремния (SiC).

В общем случае полупроводники с широкой запрещённой зоной (Wide Bandgap) характеризуются низким динамическим сопротивлением и низким пороговым напряжением переключения. Силовые транзисторы на основе GaN и SiC легко выдерживают высокие токи при очень компактных размерах. Кроме того, эти материалы показывают минимальные потери на переходных процессах, а это означает рост КПД блоков питания и инверторов. Электротранспорт, энергетика на возобновляемых ресурсах, микроэлектроника ― всё это и много другое выиграет от перевода подсистем питания на GaN- и SiC-элементную базу.

Для успешного применения силовых транзисторов GaN необходимо продемонстрировать как надёжную работу в приложениях преобразования питания, так и подтвердить длительную работу в режимах коммутации. Существующие тесты для кремниевых силовых транзисторов не могут в полной мере подходить для тестирования силовых транзисторов на основе нитрида галлия. Представленное рабочей группой комитета JEDEC руководство JEP180 впервые с момента распространения GaN-транзисторов позволит оценить надёжность приборов на технологическом уровне.

Основные производители полупроводников на базе нитрида галлия

В документе, который разрабатывался свыше двух лет, содержатся рекомендации по тестам на переключение в ускоренных режимах для определения срока службы транзисторов, по тестированию в режимах повышенных рабочих температур, в режиме истощения и в других режимах, включая интегрированные. Особенно ценным представленное руководство окажется для автомобильного и промышленного рынков, где важность подтверждения заявленных характеристик крайне высока. И можно лишь удивляться, что данное руководство не появилось десять или около того лет назад, когда силовые транзисторы на основе нитрида галлия начали понемногу появляться на горизонте.