以 GaN、SiC 为代表的第三代新型半导体材料近年来迅速发展，在光伏储能、轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域具有广阔的应用前景，有望成为支撑通信、能源、交通、国防等重点产业发展的新材料。第三代半导体具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高及抗辐射能力强等优点，是电力电子应用领域的“核芯”。在对 SiC MOSFET 双脉冲测试过程中，都会面对一个棘手的难题，一旦处理不好就有可能导致桥臂直通发生炸机，它就是 Crosstalk（串扰）。
何为串扰，一句话概括就是在半桥电路中，动作管开关动作产生的 dv/dt通过其对管 Crss（反向电容）产生位移电流并上拉或下拉原本为关断电平的对管驱动电压。下面对串扰类型进行简单的原理分析：
图 1 双脉冲测试原理以及各寄生参数分布图
a.正向 Crosstalk
如图 1 双脉冲测试回路，动作管为 S1，陪测管为 S2。当 S1开通时，其端电压 Vds1下降，S2 管开始承受反压，其两端的电压 Vds2 以 dv/dt 的速度快速上升，那么 dv/dt 就会通过S2的Crss产生位移电流Irss=Crss*dv/dt，Irss会流入 S2 的驱动电压抬升出现正向尖峰，如果超过 S2 的 Vth，则会导致误开通，轻则增加损耗，重则桥臂直通发生炸机，这一过程称为正向 Crosstalk。
b.负向 Crosstalk
如图 1 双脉冲测试回路，动作管仍为为 S1，陪测管仍为 S2。当 S1 关断时，整个过程与正向 Crosstalk 原理一样，只是电压和电流的方向相反，导致 S2 的驱动电压下拉出现反向尖峰。SiC MOSFET 栅极负向耐压能力很差，负向尖峰一旦超过极限值就会影响 SiC MOSFET 的寿命或直接将其栅极击穿，这一过程称为负向 Crosstalk。
实际测试中，不管 SiC MOSFET 还是 Si IGBT 都会存在 Crosstalk，只不过 SiC MOSFET 开关速度快、Vth 小、栅极耐压能力弱，所以 Crosstalk的影响就显得尤为突出，造成的结果更加严重。为了有效抑制 Crosstalk，首先就要精准捕捉到 Crosstalk 的波形，但由于寄生参数以及测量设备的因素，导致常常捕捉到的是错误的波形，干扰分析与判断。
一、 寄生参数的影响
如图 1 原理所示，SiC MOSFET 芯片两端的驱动电压是 Vgs，而驱动板输出的电压以及实际测量点均为 Vgs-M,因此实际测试出来的栅极电压包括Rgint 以及 Lks 上的压降，没有真正测到芯片两端的电压。导致这种情况发生的原因是电压探头无法直接挂在 SiC MOSFET 的芯片上，只能接在器件封装的引脚上。由于寄生参数的影响，Crosstalk 的严重程度被低估了，很容易导致以下两种情况：一是通过测量结果判断 Crosstalk 在可接受范围内，然而实际已经发生误开通；二是研发人员费了很大功夫，看似将 Crosstalk抑制住了，实际上还存在较大偏差。对于寄生参数带来的影响，需要我们在测量中考虑足够的裕量，同时尽量将检测点位靠近芯片端。
二、 差分探头的影响
由于之前大多测试设备都是用来测试 Si 器件的，所以直接用之前的设备来对 SiC MOSFET 进行测试，里面最常用的就是高压差分探头，其测量范围广、差分输入、高阻抗等特点深受大家喜爱，但是用来测量 Crosstalk 就不太合适了，因为 Crosstalk 的幅度范围在±10V 以内，高压差分探头的衰减倍数大，这就导致测量误差大、噪声大，同时差分探头的测量线很长，会对信号造成干扰，影响测量结果。
图 2 泰克高压差分探头
对某 SiC MOSFET 进行测试，从波形来看，使用高压差分探头测量得到的Crosstalk 波形震荡幅度很高，正向Crosstalk 尖峰已经超过SiC MOSFET的 Vth，但是器件并未发生误导通，说明测出来的波形是有问题的；负向Crosstalk 尖峰也已经超过了 SiC MOSFET 栅极耐压极限，但是器件栅极并没有击穿。当使用光隔离探头进行测量时， Crosstalk 波形与高压差分探头的波形有着显著的区别，正、负向 Crosstalk 尖峰幅值以及频率都在可接受范围之内。这主要是由于光隔离探头的高频共模抑制比，同时其探头前端与器件的连接可实现最小环路连接。
图 3 某 SiC MOSFET 实测 Crosstalk 波形
综合上述情况来看，要想实际的捕捉到 SiC MOSFET 的 Crosstalk 波形，那么必要的栅极设计以及高精度的测量设备是缺一不可的，这样才能确保科研人员对 Crosstalk 进行准确的分析，做出有效的抑制方案。
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