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發布時間: 2019 - 09 - 04
【干貨】滄海桑田話抖動(下)原創: 是德科技KEYSIGHT 是德科技KEYSIGHT 今天 上期內容回顧: 01. 抖動研究的源起02. 抖動測試和分析的基本方法和經典理論03. 抖動測試的演進和新挑戰(上)▲  點擊回顧上期精彩內容上期關于抖動測試的專題介紹,得到了不少測試行業從業者的喜愛。本期繼續推出抖動測試的下篇,主要包括如下主題:03. 抖動測試的演進和新挑戰(下)04. 影響抖動測試結果和精度的因素05. 從抖動測試到相噪測試——實時示波器的新戰場抖動測試的演進和新挑戰(下)上期提到,數據中存在XTALK引起ABUJ抖動時頻譜法分析RJ產生誤差。那么Keysight EZJIT Plus如何解決這一新的問題和挑戰呢?在EZJIT Plus軟件里增加了Tail Fit方法進行RJ提取,如下圖所示:圖17  EZJIT PLUS軟件里增加Tail Fit法提取RJ這一方法指的就是在實時示波器的抖動分析軟件里采用雙狄拉克模型法進行RJ提取:圖18 Tail Fit法RJ擬合示意圖在以往未使用高斯擬合的原因是由于總直方圖中的點稀缺,曲線擬合的點數仍然很少,它會給你帶來不穩定的結果。下圖顯示了針對一個數據信號存在和不存在串擾情況下分別采用頻譜法和高斯尾部擬合法對比的結果。左邊顯示的是無串擾情況下分別采用頻譜法和高斯法結果相近,右邊顯示在有串擾情況下,頻譜方法得到的RJ明顯偏大,采用高斯法后得到的RJ結果就顯然回歸正常。圖19  高斯法和Tail Fit兩種方法分別對存在和不存在串擾引起的ABUJ分離差異對比除了采用高斯尾部擬合法外,為了獲得更高精度的測量,還可以先關閉相鄰通道的串擾源,進行一次抖動測量并記錄RJrms結果,打...
發布時間: 2019 - 08 - 28
【干貨】滄海桑田話抖動(上)如果要評選電子工程師近20年來的最耳熟能詳的專業詞匯,眼圖和抖動作為孿生姊妹一定在前10之列。所以業界關于抖動的論述和文章也是時常見諸各種媒體和平臺。本期微信頭條,小K也將就抖動測試做一個專題介紹,本期主要包括如下主題:01. 抖動研究的源起02. 抖動測試和分析的基本方法和經典理論03. 抖動測試的演進和新挑戰(上)(本篇共 6000 字左右,預計需要 20 分鐘,分時閱讀建議浮窗觀看。)抖動研究的源起抖動測試最早在上個世紀80年代開始萌芽,HP公司電信網絡測試部門-蘇格蘭科技公司1982年在蘇格蘭推出了針對PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy,準同步數字體系)的第一個抖動測量儀器,速率高達E3和DS3,之后在1984年推出首批140 Mb / s抖動測試儀之一。在90年代推出針對SONET / SDH抖動測試產品和方案。事實上在同步數字傳輸體系(SONET/SDH)和通訊系統中引入抖動的概念主要用于評估數據包級的傳輸延時偏差。因此大家也可以看到經典抖動定義也來自于當年的業界巨擘貝爾實驗室。進入90年代以后,隨著數字電路系統中的源同步時鐘總線的發展,由于外部同步時鐘頻率漸漸成為瓶頸開始轉向嵌入式時鐘的串行差分總線,非常典型的就是PCI總線同步時鐘頻率最高到133MHz就開始轉向PCIE1.0 2.5Gbps發展。由此對數字電路系統中的水平時間參數的測量也從傳統的Setup/Hold或Skew測量轉為水平方向Jitter的測量。在今天,抖動測試除了是很多高速串行總線和標準的一致性測試眾多項目中的重要組成部分和內容,同時還是針對系統級傳輸性能評估的重要方法,以及探究系統問題根源的重要手段。因此對抖動進行深入的探索和研究無論何時都具有深刻的意義和價值。抖動測試和分析的基本方法和經典理論...
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發布時間: 2019 - 08 - 21
如果您需要捕獲的信號是低占空比脈沖或猝發信號,并且信號之間有較長的空閑時間(例如封包串行數據),那么配有分段存儲器的示波器可以有效地延長時間并提高以較高采樣率捕獲的串行數據包數量。所有示波器都具有數量有限的采集存儲器。您應當知道,示波器的存儲器深度決定波形時間和以特定采樣率捕獲到的串行數據包數量。您可以將示波器的時基設為很慢的時間 / 格設置,以便延長捕獲時間間隔并增加串行數據包數量;但是當時基設置超出基于最高采樣率下的最大時間間隔時,示波器便會自動降低采樣率。在這種情況下,示波器無法提供精確的水平和垂直波形細節(基于示波器的指定帶寬和最大采樣率)。為什么需要分段存儲?如果需要捕獲較長時間和更多的串行數據包,同時仍在高采樣率下進行數字化處理,只需購買配備更深存儲的示波器即可。然而,配有千兆級采集存儲器的示波器非常昂貴。如果需要采集的信號在重要波形分段(例如低占空比脈沖或串行數據包猝發)之間具有較長的信號空閑時間,那么具有分段存儲器采集功能的示波器是更為經濟的解決方案?!靜痘袷奔?= 存儲深度 / 采樣率】通過將示波器的可用采集存儲器劃分為較小的存儲器分段,分段存儲采集模式可以有效地延長示波器的總采集時間。示波器可以在高采樣率下,有選擇性地針對被測波形的重要部分進行數字化處理。由此,示波器能夠以極快的重新準備時間捕獲很多的連續單次波形,同時不會錯過重要的信號信息。

面對第三代半導體材料,你準備好了么?

日期: 2019-10-30
瀏覽次數: 159

面對第三代半導體材料,你準備好了么?

三分彩 www.idoeq.com 上篇:電動汽車的吃雞裝備

隨著電動汽車等行業快速發展,功率器件的春天在逐漸來臨。

而第三代半導體材料例如碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等功率器件成了新能源汽車行業的新寵,其中碳化硅功率器件已經在多家汽車廠商中獲得了應用,GaN功率器件的可靠性也已經達到了車規要求,在不久的將來也會成為商用車中的核心器件。


一、電動汽車都有了哪些裝備?

例如國外某電動車性能版本百公里加速為3.4秒,可謂秒天秒地。外媒也對該車和傳統汽油跑車做了加速對比,結果電動汽車完勝。

這樣的成績是離不開第三代半導體器件的貢獻,以Tesla為例,Tesla是第一家使用全SiC功率??櫚鈉抵圃焐?,可謂第一個吃螃蟹的車廠。特斯拉逆變器由24個電源??樽槌?,這些電源??樽樽霸謖氤崾繳⑷繞魃?。每個???span style=";padding: 0px;max-width: 100%;box-sizing: border-box;word-wrap: break-word !important;letter-spacing: 0.544px;color: rgb(0, 0, 0)">包含兩個SiC MOSFET,采用創新的芯片粘接解決方案,并通過銅夾直接連接在端子上,并通過銅基板散熱。

國內各家新能源廠商也不甘落后,新能源也成為了國家政策。作為科技部“十三五”新能源汽車專項標志性成果,在2019世界新能源汽車大會上,中車電動重磅展示了基于以上項目的車用SiC電機控制器、車用自主1200V SiC 芯片及???、車用高溫大電流SiC MOSFET雙面銀芯片技術等最新科技成果。

此外,第三代半導體材料另一大熱門氮化鎵(GaN)也漸漸通過商業認證,摩拳擦掌。

例如,美國Transphorm Inc.已經宣布,其第三代通過JEDEC認證的高電壓GaN平臺已通過汽車電子委員會(Automotive Electronics Council)汽車級離散半導體AEC-Q101標準的壓力測試。

這一成果標志著該公司實現了第二個獲得汽車認證的產品系列。并且,值得注意的是,第三代GaN平臺在認證測試期間表現出了最高可靠性,能夠在175°C的溫度下運行。

另一個消費電子的例子是在我們日常使用的設備手機充電器,第三代半導體材料也是功不可沒,例如Anker早在2018年就發布了基于氮化鎵GaN元件的充電器,實際體積僅比iPhone 5W原裝充電器稍大一些,擁有一個USB Type-C口,支持USB PD快充協議,最高功率為27W。

下面也給各位簡單介紹下本文主人公,吃雞裝備:第三代半導體材料。

各位讀者,請耐心閱讀,本文最后有驚喜


二、新裝備為什么這么厲害

半導體產業發展至今經歷了三個階段:

第一代半導體材料以硅為代表;第二代半導體材料砷化鎵也已經廣泛應用,而第三代半導體是指以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、金剛石、氧化鋅(ZnO)為代表的寬禁帶半導體材料。

和第一代、第二代半導體材料相比,第三代半導體材料具有高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率和高鍵合能等優點,可以滿足現代電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻以及抗輻射等惡劣條件的新要求。

和第一代、第二代半導體材料相比,第三代半導體材料具有寬的禁帶寬度,高的擊穿電場、高的熱導率、高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力,因而更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,通常又被稱為寬禁帶半導體材料(禁帶寬度大于2.2ev),也稱為高溫半導體材料。面對第三代半導體材料,你準備好了么?


碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等全新寬帶隙材料能夠支持大電壓和高切換速度,在新興大功率應用領域具有廣闊前景。

例如,IGBT可以作為眾多應用的電子開關,并且其重要性持續增加。在高電壓直流偏置條件下 (高達 3 kV),高擊穿電壓 (達 10 kV)、 大電流 (數千安培)、 柵極電荷以及連接電容表征和器件溫度特征和 GaN器件電流崩潰效應測量功能都十分必要,?是推動新器件盡快上市的重要保證。


三、面對市場不斷更新,你準備好了么?

俗話說的好,嚴師出高徒,沒有嚴格的測試也無法成就高性能的半導體器件。面對第三代半導體材料的IGBT, MOSFET等功率器件對于高電壓,高電流的要求我們又應該怎么做呢?

下面幾個測試項目和解決方案是調教第三代半導體器件的良方:

  • 功率器件靜態參數測試

  • 功率器件動態參數測試

  • 功率器件On-Wafer參數測試

  • 電力電子器件建模

  • 電力電子電路仿真平臺

下面我將一一道來

1.功率器件靜態參數測試

面對功率器件高壓、高流的測試要求,Keysight可以提供B1505A和B1506A兩套測試方案,可以支持晶圓和封裝器件全參數測試:

1)測量所有IV參數(Ron、BV、泄漏、Vth、Vsat等)

2)測量高電壓3kV偏置下的輸入、輸出和反向轉移

電容

3)支持自動CV測試

4)測量柵極電荷(Qg)

5)電流崩塌測試

6)高低溫測試功能(-50°C至+250°C)

面對第三代半導體材料,你準備好了么?

2.功率器件動態測試

隨著開關頻率的不斷增加,器件的開關損耗超過靜態損耗成為主要功耗來源,器件的動態參數也成為評估器件性能的重要參數。

相對于器件的靜態參數,動態參數主要表征的是器件在開啟或關斷瞬間的電學特性參數,其主要是寄生電阻和寄生電容在動態應用中,會引起充、放電過程,給電路實際工作帶來一些限制同時也決定的器件的開關性能。

例如在毫米波超寬帶 PA 測試中,發現測試附件會產生影響,比如毫米波頻段使用的線纜和接頭,相對于 6GHz 以下的低頻段,一般存在更大的線性失真和不平坦性,如果是儀表內置校正方式,也很難應對,但是現場外部校正方式就可以把它們包含在校正數據里面,去除這些部分的影響。

是德科技最新發布的動態參數測試系統PD1500A涵蓋的測試包括:

面對第三代半導體材料,你準備好了么?

*標配高溫測試功能,溫度范圍:室溫—150°C

可擴展的測試功能

  • 雪崩能量和短路能量的測試

  • GaN相關參數測試(包括Dynamic Ron)

  • 1000A高功率??椴饈裕?X,4X, 6X 等)

面對第三代半導體材料,你準備好了么?

3.功率器件On-Wafer參數測試

在封裝之前, 晶圓上測量可以采集重要的工藝信息, 幫助節省大量的時間和資金,在晶圓上執行大功率器件測試的效率高于封裝測量。

然而, 功率器件晶圓上測量必須解決電壓與電流問題。B1505A 支持低殘余電阻電纜以及能夠連接所有常用大功率分析晶圓探頭的連接器和適配器。

您可以使用 B1505A 執行此前無法實現的高達 200 A 和 10 kV 的大電流和高電壓晶圓上測量, 以及高達 3 kV的晶圓上 IGBT/FET 電容與柵極電荷測量。

并且, B1505A 支持眾多晶圓探頭互鎖機制, 可以確保晶圓上器件測試的安全性








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