大功率IGBT模塊靜動態(tài)測試第三方報告
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- 公司名稱 西安長禾半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
- 品牌 其他品牌
- 型號
- 產(chǎn)地
- 廠商性質(zhì) 其他
- 更新時間 2024/1/15 11:17:05
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產(chǎn)地類別 | 國產(chǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 電子/電池 |
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品牌 | 長禾 |
IGBT模塊得測試簡介
根據(jù)測試條件和測試線路的不同,可將IGBT模塊的測試分為兩大類:一類是靜態(tài)參數(shù)測試,即在IGBT模塊結(jié)溫為25℃時進行測試,此時IGBT工作在非開關(guān)狀態(tài);另一類是動態(tài)參數(shù)測試,即在IGBT模塊結(jié)溫為125℃時進行測試,此時IGBT工作在開關(guān)狀態(tài)。
1. 靜態(tài)參數(shù)測試
(1)柵-射極大漏電流IGES測試 ,該項測試在額定的G-E極電壓下進行。測試時將G-E極短路。其測試原理如圖1a所示。通常情況下,Vdrive=±20V。此時IGES(+)<100nA,而IGES(-)>-100nA.
(2)柵極閾值電壓VCE(th)測試在該項測試中,須將G-E極短路,測試原理如圖1b所示。從集電極注入一恒定的電流,此時因IGBT處于關(guān)斷狀態(tài),故不會有電流從C-E結(jié)間流過。G-E極間固有的電容開始充電,當G-E結(jié)上電壓達到VGE(th)時,IGBT開始導(dǎo)通。此時,將有電流從C-E結(jié)流過,通過監(jiān)控該電流就能達到測試VGE(th)的目的。VGE(th)呈負溫度系數(shù)特性,經(jīng)過測試,其溫度系數(shù)為:-11mV/℃。例如,在25℃時,VGE(th)=3V,到150℃時,VGE(th)只有1.63V。
(3)C-E極通態(tài)壓降VCE(on)測試即指在額定集電極電流Ie和額定G-E極電極VGE下的G-E極通態(tài)壓降。該參數(shù)是IGBT營業(yè)中的重要參數(shù),其大小直接決定通態(tài)損耗的大小。測試原理圖見圖2a。
(4)續(xù)流二極管的正向壓降VEM測試即指IGBT模塊中與IGBT芯片反并的續(xù)流二極管的正向壓降。該值與IGBT模塊的關(guān)斷特性緊密相關(guān),若VEM小,則IGBT關(guān)斷速度快,關(guān)斷損耗會減小,但是關(guān)斷時IGBT上的過沖電壓尖峰較高;反之,則會造成關(guān)斷損耗增大。其測試原理如圖2b所示。
(5)C-E極漏電流ICES測試進行該項測試時,G-E極應(yīng)短路,在C-E極上加IGBT的額定電壓Ve set.測試原理圖見圖3a。
(6)G-E極阻斷電壓VCES(Bias)測試進行該項測試時,柵極和發(fā)射極應(yīng)短路。在集電極電流值ICset下,集-射極上的小電壓即為VCES(Bias)。通常情況下,Ie set=1mA.測試電路見圖3b。IGBT的阻斷電壓隨結(jié)溫的上升而上升。對于額定電壓為600V的IGBT,其VCES(Bias)通常為25℃時的阻斷電壓,因為它隨溫度下降而降低,所以在-40℃時,額定電壓600V的IGBT模塊,其VCES(Bias)≈550V。
2. 動態(tài)參數(shù)測試
(1)擎住電流LUT測試IGBT的縱向結(jié)構(gòu)為pnpn4層結(jié)構(gòu),如果條件合適,踏能像晶閘管一樣擎住,此時IGBT的負載為阻性負載。通常情況下,集電極電壓VCC為額定電壓60%擎住電流為額定電流的兩倍。LUT測試的時序如圖4所示。通常測試系統(tǒng)的電流保護值Iprot設(shè)定為額定電流的3.5~4倍。
(2)能耗Eloss測試對于電路設(shè)計者來說,開關(guān)過程中元件內(nèi)部的能量損耗非常重要,藉此可以計算出開關(guān)損耗的平均值。進行此項測試時,IGBT的負載為感性負載??偟拈_關(guān)損耗值由兩部分組成:①開通損耗Eon,其中包括與IGBT芯片反并續(xù)流二極管的反向恢復(fù)損耗;②關(guān)斷損耗Eoff,包括電流拖尾部分的損耗。IGBT開關(guān)損耗波形如圖5所示。
(3)反偏安全工作區(qū)(RBSOA)測試該項測試主要用于考核IGBT模塊關(guān)斷時工作在大電流和電壓下的工作能力。此時,IGBT的負載為感性負載,其測試原理圖和參考波形如圖6a所示。
(4)短路(SHORT CIRCUIT)測試該項測試是在一定的VCC下檢測IGBT模塊直接對電源短路的有*,借此考核IGBT承受電流郭沖的能力。其測試原理圖和參考波形如圖6b所示。