TH500系列开启化合物半导体PIV测试‘真参数’新篇章！

在追求高效能与绿色能源的时代浪潮中，以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的第三代宽禁带半导体，正以其颠覆性的物理特性，重塑着电力电子的未来格局。

它们具备宽禁带、高击穿场强、高热导率以及高电子迁移率等卓越特性，不仅能满足现代电子技术对高温、高功率、高压、高频及抗辐射的严苛需求，更能显著降低能量损失，大幅缩小设备体积，被视为电力电子领域的革命性技术。

难题与挑战

氮化镓（GaN）器件的优势与来源：

被限制在纳米级势阱中的 2DEG（二维电子气）几乎不受电离杂质散射影响，因此具备超高的电子迁移率（远高于硅材料的电子迁移率），同时载流子浓度极高。这就是 GaN 器件能实现极低导通电阻、超高开关频率的核心物理原因。

氮化镓（GaN）器件的物理特性是其性能优势的根源，但也直接导致了测试难点：

横向 2DEG 结构的GaN器件，沟道距离器件表面仅几纳米，陷阱直接作用于导电核心，而且2DEG 是厚度仅纳米级的二维导电通道，陷阱捕获的微量电荷可以直接耗尽2DEG导致：

1：动态Rds(on)急剧飙升（电流塌陷）；

2：开关损耗Eon Eoff 、开通&关断&上升&下降时间（ td (on) / td (off) / t_r / t_f ）全部延长；

3：阈值电压 V_th 漂移。

同惠电子针对这一行业需求，精心研发TH500系列功率半导体器件PIV特性测试系统，主要用于高压功率器件的静态特性及可靠性测试，通过在一定偏置下对被测器件提供高压脉冲信号（PulseIV），模拟器件快速开关过程，进而测试器件工作过程中的性能变化情况。

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应用领域

TH500系列分别由系统主控单元、漏极高功率脉冲单元和栅极脉冲驱动单元组成。

简单来说：

TH500-2530M = 系统主控 + 数据采集 + 波形分析中心；

TH500-2530D =是专门为功率半导体器件的漏极（或集电极）端提供高压、大电流、短脉冲信号的单元，是整个系统的“功率输出中心”；

TH500-2530G =是为被测器件（MOSFET、IGBT、GaN、SiC等）的栅极提供高速、低功耗、可编程脉冲信号的驱动模块。

完整捕捉瞬态特性，避免“静态盲区”

PIV的本质是器件在反向偏置时承受的最大电压应力，但传统测试方法（如仅测量峰值电压）仅能提供“瞬时快照”，无法反映电压随时间的变化过程。而时域波形测试能够完整记录电压从零到峰值、再到衰减的全过程。

TH500系列内置强大的时域波形记录功能，最高采样率高达14MHz，支持高速瞬态捕捉，能够像高速摄像机一样，完整捕捉并重现器件在脉冲工作下的真实动态，让曾经难以捉摸的开关过程变得一目了然。

超窄脉冲与灵活脉宽，实现“准等温”

精准测量

氮化镓器件在测试中自身发热会严重影响参数准确性。TH500系列提供200ns的超窄脉冲能力，并支持200ns至10ms的脉冲宽度灵活可调。 这意味着可以在器件还来不及显著升温的极短时间内完成测量（即“准等温测试条件”），从而获得最接近真实工作状态的特性参数，尤其对于揭示器件的本征性能、分离寄生效应至关重要。

高压大功率静态偏置，模拟真实工作点

为了测试器件在特定工作状态下的动态特性，需要先为其建立一个稳定的“起点”。TH500系列提供栅极高达±25V、漏极高达1500V的固定静态偏置点。更突出的是，其脉冲功率输出最高可达3000W，能够为器件施加足够高的电压和电流，模拟其在各类电源、电机驱动等实际应用中的真实工作条件，完成开关损耗、反向恢复等关键动态参数的测试。

解决方案

客户情况

某大学半导体研究中心是国内半导体科研主力，深耕相关研究，现要依严格标准，全面深入测试自主研发及行业前沿的新型半导体器件，探究其性能与可靠性。

测试要求

针对氮化镓、碳化硅器件，本次测试的主要目的是探究其在特定窄脉冲条件下的电学性能。

具体测试要求如下：在电压范围为 1 - 5V 的条件下，对氮化镓、碳化硅器件施加时长为 500ns 的窄脉冲信号，并记录相应的电学响应数据。

推荐方案

为有效解决半导体器件中氮化镓、碳化硅器件的测试难题，确保测试结果的准确性和可靠性，推荐采用同惠 TH500 系列功率半导体器件PIV 特性测试系统来完成此次测试任务。

半导体器件测试不仅仅是半导体技术发展进程中的一项进步成果，它已然成为推动能源转型进程、引领数字化革命浪潮的关键使能技术。TH500系列功率半导体器件PIV特性测试系统的发布，不仅是为行业提供了一款强大的工具，更是为国产高端测试仪器的发展注入了新的活力。