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、寄生參數小等優異特性，應用于開關電源領域時，具有損耗小、工作頻率高、可靠性高等優點，可以大大提升開關電源的效率、功率密度和可靠性等。

圖1：碳化硅（SiC）和氮化鎵(GaN)的開關動作時間

碳化硅（SiC）和氮化鎵(GaN)的開關時間都在納秒（ns）級別，這樣的顯著優勢是降低了開關電源的損耗，但是更短的開關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。

圖2所示，相較于傳統硅基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的導通與關斷，Vcm在0V和1000V之間跳動，一般來說Vgs在20V以內，遠遠小于Vcm ，在測量時，我們關心的是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的高壓差分探頭無法勝任這項測試工作，用其測試所呈現出波形的準確性為什么經常受到質疑。

審核編輯 黃宇