以碳化硅(SiC)為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體器件，可在更高溫度、更高電壓、更高頻率環(huán)境下正常工作，同時(shí)功耗更小，持久性和可靠性更強(qiáng)，將為下一代更小體積、更快速度、更低成本、更高效率的電力電子產(chǎn)品提供飛躍的條件。

 

碳化硅器件是指采用第三代半導(dǎo)體材料SiC制造的一種寬禁帶電力電子器件，具有耐高溫、高頻、高效的特性。按照器件工作形式，碳化硅電力電子器件主要包括功率二極管和功率開關(guān)管。

 

碳化硅半導(dǎo)體的優(yōu)異性能使得碳化硅器件與硅器件相比具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

1，具有更低的導(dǎo)通電阻；

2，具有更高的擊穿電壓；

3，具有更低的結(jié)-殼熱阻，使器件的溫度上升更慢；

4，具有更高的極限工作溫度，碳化硅的極限工作溫度有望達(dá)到600℃以上，而硅器件的最大結(jié)溫僅為150℃；

5，具有更強(qiáng)的抗輻射能力；

6，具有更高的穩(wěn)定性，碳化硅器件正向和反向特性隨溫度變化很小；

7，具有更低的開關(guān)損耗。

 

目前國(guó)內(nèi)多家廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高功率碳化硅肖特基二極管和功率晶體管量產(chǎn)。如何來量測(cè)這些SiC器件的結(jié)-殼熱阻和結(jié)溫等熱特性參數(shù)，成為研發(fā)人員或?qū)嶒?yàn)室人員必做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。Siemens MicReD T3Ster熱阻測(cè)試儀可以幫助客戶來準(zhǔn)確量測(cè)這些熱特性參數(shù)。通過業(yè)內(nèi)獨(dú)有的MicReD T3Ster瞬態(tài)熱測(cè)試技術(shù)，能夠精確量測(cè)SiC 器件的K系數(shù)、結(jié)溫、瞬態(tài)熱阻抗、結(jié)殼熱阻值等熱特性參數(shù)。

 

         

但是在測(cè)試這類SiC器件過程中，也會(huì)遇到一些問題。由于界面處大量晶體誤差集中而包含捕獲的載流子，在某些結(jié)構(gòu)中，這些俘獲電荷的運(yùn)動(dòng)會(huì)在瞬態(tài)熱測(cè)試中造成加熱電流和測(cè)試電流切換后幾秒鐘范圍內(nèi)引起電干擾，這會(huì)導(dǎo)致測(cè)試中獲取器件結(jié)構(gòu)信息最重要的初段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生錯(cuò)誤的瞬態(tài)熱測(cè)試信號(hào)。因此瞬態(tài)熱測(cè)試應(yīng)在柵極電壓保持不變的連接模式下進(jìn)行。這使得常見的測(cè)試設(shè)置（例如MOS Diode模式設(shè)置和固定的Vds模式設(shè)置）可能不適合測(cè)試SiC器件，需要在測(cè)試中進(jìn)行驗(yàn)證。

 

我們可以利用MicReD T3Ster驗(yàn)證過的方法來避免出現(xiàn)這些測(cè)試問題。如增加加熱電流，增加測(cè)試電流，在測(cè)試過程中我們通過輸入負(fù)的Vgs可以抑制這種時(shí)間上柵極電壓變化的影響，對(duì)應(yīng)SiC通常是負(fù)6V。

雖然碳化硅器件目前還存在如產(chǎn)量低、價(jià)格高、商業(yè)化器件種類少和缺乏高溫封裝等問題，但隨著碳化硅器件技術(shù)研究的不斷深入，相信這些問題將逐漸得到解決，更多的商用碳化硅器件將推向市場(chǎng)，必將大大拓展碳化硅器件的應(yīng)用領(lǐng)域。在不久的將來，各種變換器應(yīng)用領(lǐng)域中碳化硅功率器件將成為減小功率損耗、提高效率和功率密度的關(guān)鍵器件。