以其在電源完整性和電源系統測試中的定制測試設備而聞名的Picotest，剛剛推出了一系列使用以前未見過的氮化鎵（GaN）集成水平的高速瞬態負載電流步進器。這項最新創新有望重新定義行業標准，特別是在要求苛刻的低壓、高電流應用中，如數據中心、人工智能、圖形、電動汽車、專用集成電路測試和服務器。這些負載步進器帶來了一系列解決電源完整性測試中關鍵挑戰的能力。

為未來提供動力

電壓調節模塊（VRM）和配電網絡（PDN）驗證對於啟動、動態瞬態性能、穩定性和噪聲評估至關重要，需要迅速的負載電流轉換、高峰值和平均功率以及適應性強的形狀因子。Picotest革命性的負載步進器利用氮化鎵（GaN）技術、創新的功率傳輸格式和先進的冷卻機制來滿足這些電力系統的嚴格要求。

特色氮化鎵（GaN）場效應晶體管

下圖展示的特色氮化鎵場效應晶體管（GaN FET）是額定電壓為100 V的EPC2036，采用2 x 2凸點BGA CSP封裝，其典型RDSon為62 mΩ。

解決的問題和突破性的解決方案

1. 關鍵電源完整性設計

   良好的電源完整性設計對於系統性能和產品可靠性至關重要。負載步進器通過阻抗和負載步瞬態性能測試滿足驗證和確認PDN的需求。

2. 避免代價高昂的損失

   這些負載步進器消除了動態負載瞬態損壞昂貴的數字負載（如CPU、ASIC、FPGA和其他定制IC）的風險。它們還可以對IC測試夾具至關重要的電源系統進行審查。

3. 克服電子負載的局限性

   傳統的電子負載通常速度太慢，電容過大，並且缺乏必要的邊緣速率來滿足PDN性能測試所需的帶寬。負載步進器通過其高帶寬、高功率/電流能力和創新的外形克服了這些局限性。

4. 技術突破

   為了實現這些突破，Picotest突破了氮化鎵（GaN）功率密度的限制，開發了定制電阻器，采用了先進的冷卻技術，並集成了高速數字控制。將步進器和PCB之間施加負載步的互連電感降低到接近零，是實現測試高帶寬所需邊緣速率的關鍵。

為什麼選擇氮化鎵（GaN）？

極速模式

氮化鎵（GaN）的電子遷移率比矽高，因此開關速度明顯更快。氮化鎵（GaN）的帶隙比矽寬，這也有助於提高開關速度，因為它可以更快地在導通和截止狀態之間轉換。此外，氮化鎵場效應晶體管（GaN FETs）比矽金屬氧化物場效應晶體管（MOSFETs）具有更低的寄生電容。電容的減少使得開關過程中的充放電時間更快，從而實現了更快的轉換。

• 在用於VRM和PDN驗證的高速瞬態負載步進器的應用中，氮化鎵（GaN）晶體管的極高快速開關能力有助於產生精確且快速的瞬態負載條件，使工程師能夠在動態操作條件下評估功率輸送系統的性能和穩定性。

高電流密度

氮化鎵場效應晶體管（GaN FETs）與矽金屬氧化物半導體場效應晶體管（silicon MOSFETs）相比，具有更低的單位面積導通電阻，從而實現了更高效的電流傳導，降低了功耗，並具備了承載更高電流的能力。氮化鎵（GaN）的高電子遷移率使得電荷傳輸更快，進而實現了處理更高電流密度的能力。

• 在這個應用中，每個EPC2036氮化鎵場效應晶體管（GaN FETs）可以在一個微小的0.9 mm x 0.9 mm的占用面積中承載5安培的電流。這實現了前所未有的氮化鎵集成水平；2000安培的負載板由512個使用超快氮化鎵（GaN）開關的負載單元組成，以實現在100 mm x 100 mm的占用面積中達到2047安培。每個負載單元大約為2.5 mm x 5.5 mm，比一顆典型的米粒還小，每個單元的電流容量可達5安培。這使得可以從探針尖端內部進行縮放。

氮化鎵場效應晶體管（GaN FETs）的突破性設計用於電力系統測試

Picotest的高速瞬態負載電流步進器標志著電力系統測試領域的變革時刻。通過克服現有的局限性並引入前所未有的功能，包括以前從未見過的氮化鎵（GaN）集成水平，這些創新將重新定義行業標准，特別是在要求苛刻的低壓、高電流應用中，如數據中心、人工智能、圖形處理、電動汽車、專用集成電路和服務器。

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Renee Yawger, Director of Marketing