在技術(shù)領(lǐng)域，2020年也同樣是不平凡的一年，5G開始走向市場，給很多新的領(lǐng)域帶來新的發(fā)展動力，量子計(jì)算初露鋒芒，為未來先進(jìn)科技提供無數(shù)種可能，自動駕駛在滿足了大家好奇心的同時穩(wěn)步前進(jìn)，當(dāng)然還有許多，2020年好似在為未來的高科技生活打開一條通道，讓人充滿想象。

但我們今天要講的話題，
不是5G，
也不是量子計(jì)算，
而是氮化鎵。

2020年度收官之際，阿里巴巴達(dá)摩院發(fā)布2021年度十大科技趨勢，氮化鎵和碳化硅一起作為第三代半導(dǎo)體就位列其中，并且名列前茅。

嚴(yán)格來說，氮化鎵不是一門技術(shù)，而是一種材料，或者從另外的角度講，是一種器件。

雖然之前氮化鎵在半導(dǎo)體市場已經(jīng)小有名氣，但是讓氮化鎵在2020年火到走進(jìn)大眾視野，還是要多虧了雷總，以至于現(xiàn)在大家提起氮化鎵，總會聯(lián)想到充電器。就在最近一周左右，據(jù)外媒報道，蘋果也即將加入到氮化鎵充電技術(shù)隊(duì)伍中，足見其熱度。

氮化鎵的禁帶寬度為3.39電子伏特， 傳統(tǒng)的硅只有1.12電子伏特，因此氮化鎵也被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料，或者第三代半導(dǎo)體材料，禁帶越寬，說明價電子需要躍遷為自由電子的“代價”就越高，進(jìn)一步解釋，即寬禁帶半導(dǎo)體的耐壓能力更強(qiáng)。

*禁帶含義：固體中電子的能量具有不連續(xù)的量值，電子都分布在一些相互之間不連續(xù)的能帶上。價電子所在能帶與自由電子所在能帶之間的間隙稱為禁帶或帶隙。所以禁帶的寬度實(shí)際上反映了被束縛的價電子要成為自由電子所必須額外獲得的能量。

除了耐壓高，相比傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料，氮化鎵功耗更低，效率高，體積也小（這也是為什么充電器在保證高功率的同時也可以越做越小的原因）。關(guān)于氮化鎵和硅器件的 ，我們之前在公眾號中也做過 ，可以參考：

這樣具有“小身材，大能量”的氮化鎵，它的理想肯定不只是作為充電器，實(shí)際上氮化鎵作為功率器件，在電動汽車，光伏發(fā)電，數(shù)據(jù)中心等方向應(yīng)用都有非常好的應(yīng)用前景。

除此以外，氮化鎵在射頻微波領(lǐng)域，在航空航天，微波雷達(dá)，衛(wèi)星通信，5G通信方向也有非常大的優(yōu)勢；

頻譜范圍寬的它在激光器的應(yīng)用上也是寵兒，目前氮化鎵在該相關(guān)領(lǐng)域，例如遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用上也在進(jìn)行研究。

挑戰(zhàn)1 寄生電感

由于氮化鎵有很高的開關(guān)速度，所以整個電路對于寄生電感特別敏感，nH級別的寄生電感都可能造成器件的振蕩，別說測試誤差，正常工作都困難，因此在對器件進(jìn)行表征時，對整個測試系統(tǒng)的電感要求非常高，同時測試夾具引入的寄生電感也要盡量小。

挑戰(zhàn)2 高帶寬

氮化鎵本身具有高帶寬的特點(diǎn)，為了保證測試能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行，氮化鎵器件電流測試時要求滿足其高帶寬的要求，這就對電流測試探頭提出了條件，同時，探頭也必須要滿足低電感的要求。

挑戰(zhàn)3? 多樣性

氮化鎵本身有多種FET類型，包括Cascode，GIT，eHEMT，Vertical GaN，對于這四者的區(qū)別，大家可參考下表。

從上表可以看出，這四種類型不僅各項(xiàng)參數(shù)有差別，對驅(qū)動的要求不一樣，除此之外就算采用相同技術(shù)的GaN封裝形式才千差萬別，這給測試夾具的設(shè)計(jì)帶來了更大的挑戰(zhàn)。

總結(jié)一下，如果想要正確的表征氮化鎵器件，需要解決上述挑戰(zhàn)，你將會需要：

一個基于不同封裝高度定制化的測試板：不用焊接的器件連接達(dá)到和焊接相同的性能 +?一個寄生電感極小的測試系統(tǒng)：功率回路總寄生電感小于5nH +?一個高帶寬低插入電感的電流探頭：測試帶寬大于300MHz，寄生電感低于1nH +?一個可以測試動態(tài)電阻的測試系統(tǒng)：支持Vds（on）鉗位測試，自動測試動態(tài)電阻

那我們來看看他們大致長什么樣子?

測試板實(shí)物圖

PD1500A半導(dǎo)體動態(tài)參數(shù)分析儀

整套系統(tǒng)不僅能夠解決上述挑戰(zhàn)，還采用了新開發(fā)的無焊接接觸技術(shù)，同時還可以實(shí)現(xiàn)自動檢測和可重復(fù)測試等。

如要了解更多詳情，請來電咨詢：

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 400-018-5117（上海精測電子有限公司）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 400-816-5155（深圳精測實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司）

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 025-58838327（南京精測國際貿(mào)易有限公司）

------轉(zhuǎn)自是德科技