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類型分類:
科普知識
數據分類:
FFC連接器

如何為應用的實用性測試GaN的可靠性?

發布日期:2022-04-28 點擊率:39

作者:Sandeep Bahl

最近,一位客戶問我關于氮化鎵(GaN)可靠性的問題:“JEDEC(電子設備工程聯合委員會)似乎沒把應用條件納入到開關電源的范疇。我們將在最終產品里使用的任何GaN器件都應通過這樣的測試。依我看,JEDEC制定的標準應該涵蓋這類測試。您說呢?”

客戶的質疑是對的。為使GaN被廣泛使用,其可靠性需要在預期應用中得到證明,而不是僅僅通過硅材料配方合格認證(silicon qualification recipe)即可。由于長期的業界經驗和可靠性模型的驗證,人們現在可以接受將基于標準的測試用于硅材料的做法,不過也有例外的情況。功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)是在20世紀70年代末開發的,但直到20世紀90年代初,JEDEC才制定了標準。目前尚不清楚JEDEC硅材料合格認證對GaN晶體管而言意味著什么。

標準滯后于技術的采用,但標準無需使技術可靠。這是對該項技術、其故障模式以及測試、合格標準和產品運行知識的深刻理解。在德州儀器(TI),我們要回歸基本面,創建一套能證明GaN合格的方法。JEDEC制定的標準將最終涵蓋這類測試,但在此期間,請參閱我們的白皮書:《一套證明GaN產品可靠性的綜合方法》。

與應用相關的合格標準特別重要。雖然JEDEC明確規定需要進行動態測試,但它并未規定條件,也未列出在我們這個行業不斷演進的應用和材料集。我們的大多數客戶將把GaN用于電源轉換,因此,硬開關轉換是一個與應用相關的基本事件。較之預燒板合格標準,這產生了迥然不同的應力,如白皮書中圖3、圖4所示。因此,我們已開發出一種符合JEDEC標準的測試工具(如圖1所示),以證明GaN用于硬開關時完全合格。我們還在實際工作條件下運行部件,以確定并修復新發現的現場故障機制。這使我們能證明GaN在電源轉換應用中是可靠的。


圖1:符合JEDEC標準的測試工具適用于感應開關應用測試

為GaN開發基于標準的測試需要花費大量時間,不過我們正在積極開發各種所需的測試,以證明GaN在電源轉換應用中的可靠性。TI會用客戶認為合理的方法測試GaN,即使在標準機構做到這一點之前。

進一步了解GaN技術

www.ti.com.cn/GaN 
80V GaN半橋功率級

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