【应用】示波器平台氮化镓测试解决方案助力电源客户加速研发，电压高达2000Vrms，带宽400MHz

时间： 2021-02-26 来源：世强

KEYSIGHT（是德科技）是全球最大的电子测试仪器厂商，自从UXR系列示波器发布以来，是德科技凭借高达110GHz带宽，256GSa/s采样率的技术已经在高端示波器领域奠定了领导地位，并带动Keysight成为全球示波器领导者，市场占有率全球第一。昔日的竞争对手已经渐行渐远，甚至“渐无书”，最高带宽还停留在6年前的水平。

第三代半导体材料（包括氮化镓、碳化硅、氧化锌等）能够承受更高的电压、适合更高频率，可实现更高的功率密度。随着氮化镓，碳化硅器件在电源和功率设备行业的普及，目前为止，氮化镓产品最快的上升时间已经小于10ns，甚至接近1ns，电压超过1500V。一般我们500MHz带宽示波器的上升时间为0.7ns，500MHz才基本可以满足氮化镓10ns上升时间的测试要求。过去我们MOS开关器件测试的100MHz带宽示波器经典套餐（DSOX3104T+N2790A），示波器+探头合计上升时间接近5ns，已经无法满足测试需求。

DSOX3014T示波器和 N2790A高压差分探头

为了解决这个问题，近期，Keysight发布了DP0001A高压差分探头，这是是一款400 MHz高压差分探头，最快上升时间875ps，专为进行精确的高压功率测量而设计。它具有 2 kV 主电源隔离度，可以满足测试当今氮化镓/碳化硅产品到电源，电力设备、功率转换器或电机驱动器的测试需要。该探头的特点是带宽高、负载效应低，因此可以精确测量现代开关电源中边沿速度（10-90％）最快达 1.2 ns 的 1kV 瞬态脉冲。此外，其共模抑制比（CMRR）超过 90 dB，能够显著简化噪声较大的高共模功率电子环境所面临的测量难题。

我们推荐DP0001A高压差分探头与Infiniium S系列或EXR系列10bit示波器一起使用，凭借是德科技Keysight优秀的模拟前端设计，实际有效分辨率ENOB达到8.2bit，并且采样率不会备降低。该探头支持自动切换衰减比，即将探头衰减自动设置为所需要的值，从而使探头的动态范围大于或等于测量电流输入信号所需的动态范围。该探头配有各种附件，能够适合各种被测器件连接场景，并可以连接到紧凑型目标器件。

Keysight DP0001A高压差分探头的差分输入电阻为 10 MΩ，输入电容仅为 2 pF，可以尽量降低带给电路的负载效应。DP0001A 与配有 50 Ω AutoProbe 接口（这种接口能够根据探头自动配置示波器）的是德科技示波器兼容。该探头可与 InfiniiVision 3000TX、4000X、6000X和Infiniium S、EXR 等示波器兼容。

配合DSOS054A或EXR054A，500MHz高分辨率示波器和功率分析软件D9010PWRA，高压差分探头DP0001A和对应规格的电流探头（建议1147B或者N2780B，N2781B，N2782B，N2783B，N2779A），我们可以对高频氮化镓开关器件进行如下测试：

输入测量

功率质量：实际功率、视在功率、无功功率、功率因数、波峰因数（V 和 I）、相位角

电流谐波（根据 IEC 61000-3-2 标准，高达 40 次谐波）

冲击电流

开关切换测量

Rds-on 和 Vce-sat

开关切换损耗（功率与能量）

转换速率（dv/dt 和 di/dt）

调制（占空比、脉冲宽度、周期、频率等随时间变化的图形）

输出测量

输出纹波

开启/关闭时间

瞬态响应时间

效率

频率响应测量

电源抑制比（PSRR）— 伯德

控制回路响应 — 伯德（自动测量相位裕量和增益裕量

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产品型号	品类	描述	宽带（MHz、GHz、GBd）	最大存储器深度（kpts、Mpts、Gpts）	最大采样率（GSa/s、KHz）	操作系统	类型
DSAZ504A	示波器	Infiniium 示波器：50 GHz	50 GHz	2 Gpts	160 GSa/s	Windows 10	Real-Time

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