オシロスコープ GaN測定対応とは？
GaN（窒化ガリウム）は、近年注目されている高効率・高速スイッチングが可能な次世代パワーデバイスです。
その高速スイッチング特性を正しく測定・評価するには、一般的なオシロスコープやプローブでは対応が難しく、専用仕様が求められます。
■ GaN測定で必要とされる測定性能
| 項目 | 推奨仕様 | 理由 |
|---|---|---|
| 帯域幅 | 200MHz～500MHz以上 | GaNの立ち上がり時間は数ns以下。高速エッジを忠実に再現するには高帯域が必須 |
| 分解能 | 12ビット以上推奨 | 高速でも微細な電圧変化を正確に表示するため |
| 高耐圧差動プローブ | ±1000V以上、CMRRが高いもの | ハイサイドスイッチング波形や大電圧差測定に対応 |
| 光アイソレーション対応 | 高速かつ高耐圧＋高CMRR | ノイズ除去、信号忠実度の確保に有効 |
■ よくある測定項目（GaNパワーデバイス）
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VDS電圧波形（ドレイン-ソース間）
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ID電流波形（シャント抵抗または電流プローブ）
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VGS（ゲート信号）
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スイッチング損失解析（Eon / Eoff）
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コモンモードノイズ（CMノイズ）測定
■ GaN測定に対応した構成例（T&M取扱）
✅ オシロスコープ（12ビット／高帯域）
| 製品名 | メーカー | 特長 |
|---|---|---|
| Micsig STO1104C | Micsig | 100MHz/4ch、12ビット、光プローブ接続対応 |
| Micsig MDO5004 | Micsig | 500MHz、最大500Mptsメモリ。高分解能×長時間記録 |
| SIGLENT SDS3000X HD | SIGLENT | 350MHz～1GHz、12ビットADC。開発・評価用ハイエンドモデル |
✅ 差動プローブ（光アイソレーション）
| プローブ名 | 帯域幅 | 最大差動電圧 | 備考 |
|---|---|---|---|
| Micsig MOIP200P | 200MHz | ±2500V | 光絶縁型、CMRR>100dB、±30kV耐圧バリア |
| Micsig MOIP500P | 500MHz | ±1500V | GaN/SiC評価向けに最適。USB給電対応 |
■ 光アイソレーションプローブが重要な理由
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通常の差動プローブでは、高速・高電圧・高ノイズ環境で測定誤差が出やすい
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光アイソレーション構造により、電気的に絶縁された測定環境を実現
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高速のGaNスイッチングにおいても、信号の歪み・誤差が少なく、高信頼な測定が可能
■ 実際の導入例・応用シーン
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車載充電器／DC-DCコンバータ開発
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EV/HEVパワーモジュール評価
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GaNトランジスタスイッチングテスト
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高電圧インバータ制御回路の実波形解析
まとめ
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GaNデバイスの測定には、通常より高性能なオシロスコープと専用プローブが必要
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帯域幅、分解能、アイソレーション性能のバランスがとれた構成が不可欠
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T&Mコーポレーションでは、GaN/SiC評価に最適な機器と構成例をご提案可能です