第三代半導體碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）是近幾年新興的功率半導體，相比于傳統(tǒng)的硅（Si）基功率半導體，氮化鎵和碳化硅具有更大的禁帶寬度，更高的臨界場強，使得基于這兩種材料制作的功率半導體具有耐壓高、導通電阻低、寄生參數(shù)小等優(yōu)異特性，應用于開關(guān)電源領(lǐng)域時，具有損耗小、工作頻率高、可靠性高等優(yōu)點，可以大大提升開關(guān)電源的效率、功率密度和可靠性等。

圖1：碳化硅（SiC）和氮化鎵(GaN)的開關(guān)動作時間

碳化硅（SiC）和氮化鎵(GaN)的開關(guān)時間都在納秒（ns）級別，這樣的顯著優(yōu)勢是降低了開關(guān)電源的損耗，但是更短的開關(guān)時間意味著高次諧波分量的顯著增加，在橋式電路應用中，高壓疊加高頻，上橋臂的浮地測試給工程師帶來了極大的挑戰(zhàn)。

圖2所示，相較于傳統(tǒng)硅基IGBT，碳化硅具有更高的頻率分布和高頻能量。

圖3：上臂Vgs電壓疊加共模干擾電壓Vcm示意圖

圖3所示的半橋電路中，Vgs電壓浮空在擺動的Vcm之上，Vcm即下管的Vds，隨著下管QL的導通與關(guān)斷，Vcm在0V和1000V之間跳動，一般來說Vgs在20V以內(nèi)，遠遠小于Vcm ，在測量時，我們關(guān)心的是Vgs的信號特征，這是個差模信號，此時Vcm成了共模干擾，我們不希望它出現(xiàn)在我們的測試信號中，然而事與愿違，共模干擾在電源電路中如影子一般甩不掉，無論是電源設計階段還是測試分析階段，只能想辦法盡量抑制它的份量：提升差模信號，抑制共模信號。抑制共模信號的能力有一個專門的指標，即共模抑制比（CMRR)。

常見的高壓差分探頭在100KHz時，CMRR＞60dB，在1MHz時，CMRR＞50dB，但是當頻率到達100MHz時，一般只能做到20dB左右。圖2的頻譜看出，碳化硅在100MHz時仍有巨大的能量，這可以很好的理解為什么傳統(tǒng)的高壓差分探頭無法勝任這項測試工作，用其測試所呈現(xiàn)出波形的準確性為什么經(jīng)常受到質(zhì)疑。

審核編輯 黃宇