絶縁プローブはハイサイドのGaNゲート電圧を測定する最良の方法かもしれませんが、高価です。パッシブプローブはより安価な選択肢ですので、どの程度有効に機能するのかを確認しておくことは有用です。
パッシブプローブでも、2本のプローブを使用したA–B減算または疑似差動（pseudo differential）手法によりGaNゲート信号を測定できますが、いくつかの制限があります。
GaNのスイッチング速度が非常に速いため、大きなコモンモードノイズが現れやすく、また入力容量（通常3.9pF～10pF）がプローブ負荷を引き起こすことがあります。これにより、測定されるゲート電圧が実際の値より17%～30%低く表示されることがあります。
より良好な低インピーダンスのパッシブプローブ（5kΩ // <2pF）を使用した場合でも、約2.7V peak-to-peak程度の残留ノイズが存在し、測定精度を低下させます。
高インピーダンスのパッシブプローブは予想以上に良好な性能を示しましたが、低インピーダンスのパッシブプローブは信頼性の高い絶縁プローブの結果にかなり近い結果を示し、パッシブプローブの選択肢の中では最も適した選択肢となりました。
要点を以下に示します。
GaNゲート測定には、絶縁プローブが最適な選択肢となります。 その理由は以下のとおりです。
- 最も高いCMRR
- 最も低いプローブ負荷
- 最も正確な真のVGS
- 最もクリーンな波形
- 高dv/dtでも最高の性能
パッシブプローブを用いた測定方法の比較を以下に示します。
- A-B法： 実用可能ですが、ノイズが多く誤差が生じやすいです。
- シングルプローブ二段階測定（single-probe two-step）： パッシブのみの方法としては最良であり、絶縁プローブの精度により近い結果が得られます。
オシロスコーププローブ
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