6. الاختبار النهائي (FT)

الاختبار النهائي، المعروف أيضًا باسم FT، هو خطوة الاختبار الأخيرة قبل شحن الأجهزة. يتم إجراؤه عادةً في درجة حرارة الغرفة ودرجات الحرارة المرتفعة للتأكد من أن الأجهزة تلبي المواصفات. تشمل المعلمات الرئيسية التي تم اختبارها أثناء FT Idss وVth وRdson وBV (جهد الانهيار)، من بين أمور أخرى.

خلال FT، تخضع الأجهزة لاختبارات صارمة للتحقق من أدائها ووظائفها الكهربائية. يتم إجراء الاختبارات في ظل ظروف تشغيل مختلفة لمحاكاة سيناريوهات العالم الحقيقي والتأكد من إمكانية تشغيل الأجهزة بشكل موثوق ومتسق.

يتضمن اختبار FT عادة سلسلة من الاختبارات، بما في ذلك الاختبارات الكهربائية والوظيفية، واختبارات الموثوقية، والاختبارات البيئية، واختبارات الإجهاد. هدف FT هو تحديد أي عيوب أو عيوب أو انحرافات عن الأداء المتوقع، والتأكد من أن الأجهزة تلبي معايير الجودة ومتطلبات العملاء.

باختصار، تعد FT خطوة حاسمة لمراقبة الجودة في عملية التصنيع، مما يضمن أن الأجهزة تعمل بكامل طاقتها وموثوقة وجاهزة للنشر في مجموعة واسعة من التطبيقات.

مقارنة مواد الجهاز

(一)مقارنة خصائص مواد أشباه الموصلات

يُشار إلى أشباه الموصلات التي يزيد عرض فجوة نطاقها عن 2.2 فولت على أنها أشباه موصلات ذات فجوة نطاق واسعة (أشباه الموصلات من الجيل الثالث).

مقارنة خصائص المواد أشباه الموصلات

عرض فجوة النطاق: يبلغ عرض فجوة النطاق في السيليكون 1.1 فولت، وهو أصغر بثلاث مرات تقريبًا من عرض نيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون. لذلك، يمكن أن يدعم نيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون بسهولة الدوائر التي تعمل بجهود أعلى، في حين لا يمكنهم دعم الدوائر ذات الجهود المنخفضة مثل السيليكون.

مجال الانهيار الكهربائي: مجال الانهيار الكهربائي لنتريد الغاليوم وكربيد السيليكون أعلى بأكثر من 10 مرات من مجال السيليكون. يتيح مجال الانهيار العالي هذا لنيتريد الغاليوم وكربيد السيليكون التعامل مع الفولتية العالية بسهولة.

التنقل الإلكتروني: تعد حركة الإلكترون في نيتريد الغاليوم أعلى بثلاث مرات من حركة كربيد السيليكون، مما يجعل HEMTs من نيتريد الغاليوم أكثر ملاءمة للتطبيقات عالية التردد.

الموصلية الحرارية: تبلغ الموصلية الحرارية لنتريد الغاليوم 1.3 واط/سم كلفن (واط لكل سنتيمتر كلفن)، وهي أقل من تلك الخاصة بالسيليكون. ومع ذلك، فإن كربيد السيليكون يتمتع بأعلى موصلية حرارية وهو أفضل بثلاث مرات في نقل الحمل الحراري مقارنة بنتريد الغاليوم والسيليكون. يمنح هذا الأداء الحراري الفائق كربيد السيليكون ميزة كبيرة في التطبيقات عالية الطاقة ودرجات الحرارة العالية.

(二)مقارنة مواد الركيزة لـ Ga HEMT

مقارنة معلمات GaN HEMT لمواد الركيزة المختلفة

نظرًا لأن هياكل GaN HEMT عبارة عن هياكل فوقية، يمكن استخدام مواد ركيزة مختلفة.

المرفقات: مقدمة لهياكل الأجهزة

من أجل تسهيل فهم أفضل لهياكل الأجهزة المذكورة في النص، يتم توفير وصف موجز للاختصارات لأنواع مختلفة من هياكل الأجهزة.

MOSFET: ترانزستور تأثير المجال المعدني-الأكسيدي-شبه الموصل، ويُختصر بـ MOSFET، هو جهاز يُتحكم فيه بالجهد. يوجد نوعان من MOSFET: "قناة p" و"قناة n"، ويمكن لكل نوع أن يكون في وضع التحسين أو وضع الاستنزاف، مما ينتج عنه أربعة أنواع مختلفة من MOSFET.

ترانزستور ثنائي القطب (BJT): يُعرف ترانزستور ثنائي القطب، المعروف أيضًا باسم الترانزستور، بأنه جهاز يعمل بالتيار. يوجد نوعان من ترانزستورات BJT: PNP وNPN، ويُستخدمان على نطاق واسع كمضخمات، ومذبذبات، ومفاتيح، وغيرها.

HEMT (ترانزستورات ذات حركة إلكترونية عالية): ترانزستورات ذات حركة إلكترونية عالية.

pHEMT: ترانزستور حركة الإلكترونات العالية شبه الشكل، حيث يمثل "p" شبه الشكل.

IGBT (ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة): ترانزستور ثنائي القطب ذو بوابة معزولة، يتكون من MOS وPN كوحدتين أساسيتين.

HBT (ترانزستور ثنائي القطب غير متجانس): ترانزستور ثنائي القطب غير متجانس.

الترياك: صمام ثلاثي للتيارات المتناوبة، وهو جهاز سيليكون ثنائي الاتجاه يتم التحكم فيه.

الثايرستور: مقوم أشباه الموصلات المتحكم فيه.

LDMOS (MOS المنتشر الجانبي): أشباه الموصلات من أكسيد المعادن ذات الانتشار الجانبي، وهو جهاز عالي التردد وعالي الطاقة. في البداية، كان LDMOS موجهًا بشكل أساسي نحو مضخمات طاقة التردد اللاسلكي لمحطات قاعدة الهاتف المحمول.

CMOS (MOSFET التكميلي): أشباه الموصلات المعدنية الأكسيدية التكميلية، تتكون من NMOS وPMOS، وهي الوحدة الأساسية للدوائر المتكاملة.