【泰克電源設(shè)計與測試】致工程師系列之二：功率器件的標(biāo)定及選擇

作者：泰克科技

對市場新推出的低功耗IC 及功率器件特性無法準(zhǔn)確把握？是否真正在自己的電源設(shè)計中發(fā)揮最大的作用，缺少一種簡單經(jīng)濟的評價方法。對于電源產(chǎn)品設(shè)計，大功率開關(guān)管的選擇是非常關(guān)鍵也是非常困難的。如何在系統(tǒng)調(diào)試之前對IGBT模塊特性進行測試，尤其基于橋式拓撲結(jié)構(gòu)，在不同的負載條件測試IGBT及相應(yīng)的二極管的特性？這些成為工程師非常頭疼的問題。

功率器件動態(tài)參數(shù)/雙脈沖測試

功率器件如MOSFET和IGBT提供了快速開關(guān)速度，能夠耐受沒有規(guī)律的電壓峰值，被廣泛應(yīng)用于電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的設(shè)計。尤其最新第三代半導(dǎo)體SiC和GaN快速發(fā)展和應(yīng)用可以毫不夸張的說給電源行業(yè)帶來顛覆性的變化。對于設(shè)計工程師來說卻帶來了非常大的測試挑戰(zhàn)，如何保證選用的高速功率器件能穩(wěn)定可靠的運行在自己的電源產(chǎn)品中，我們需要了解功率器件的動態(tài)特性：

器件在不同溫度的特性
短路特性和短路關(guān)斷
柵極驅(qū)動特性
關(guān)斷時過電壓特性
二極管回復(fù)特性
開關(guān)損耗測試等

泰克推出了IGBT Town功率器件支持單脈沖，雙脈沖及多脈沖測試方案，集成強大的發(fā)生裝置，數(shù)據(jù)測試裝置及軟件。用戶可以自定義測試條件，測試項目包含：Toff， td（off）， tf（Ic），Eoff， Ton， td（on），tr（Ic）， Eon， di/dt， dv/dt， Err， qrr， Irr based on IEC60747。推薦解決方案：MSO54 + 5-wins + 5-PWR + TIVM02 + TIVH08 + TCP0030A + IGBT town軟件。

采用雙脈沖法，用信號發(fā)生器設(shè)置脈寬為1uS，周期為2.5uS，脈沖次數(shù)為2次，示波器采用單次觸發(fā)。

采用MSO58功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN?的動態(tài)參數(shù)。左下的測試提示Ic off是因為英飛凌的CoolGaN?完全沒有反向恢復(fù)電流，從測試數(shù)據(jù)中可以看到基于英飛凌的CoolGaN?專用驅(qū)動1EDF5673K下的CoolGaN? IGO60R070D1速度還是非?？斓?，而且完全沒有反向恢復(fù)損耗。

從測試結(jié)果可以看出該方案特點：

可靠、可重復(fù)地測試IGBT及MOSFET（包括第三代半導(dǎo)體器件SiC、GaN）功率半導(dǎo)體動態(tài)特征；
測量的特征包括開啟、關(guān)閉、開關(guān)切換、反向恢復(fù)、柵極驅(qū)動，開關(guān)損耗等參數(shù)；
適用于用戶對測試環(huán)境的自定義；
全部使用泰克示波器及原廠電源探頭，可準(zhǔn)確補償探頭延遲，專用的開關(guān)損耗算法，提供可靠的測試結(jié)果；
獨特的IsoVu 探頭，最高800MHz帶寬高達120dB共模抑制比，準(zhǔn)確測試驅(qū)動信號的真實情況。

高功率半導(dǎo)體器件檢定測試

開發(fā)和使用MOSFET、IGBT、二極管及其他大功率器件，需要全面的器件級檢定，如擊穿電壓、通態(tài)電流和電容測量。Keithley高功率參數(shù)化曲線跟蹤儀支持所有的器件類型和測試參數(shù)。Keithley高功率參數(shù)化曲線跟蹤儀包括檢定工程師快速開發(fā)全面測試系統(tǒng)所需的一切。ACS-Basic基本版軟件提供了完整的器件特性分析，包括實時跟蹤模式及全部參數(shù)模式，實時跟蹤模式用來迅速檢查基礎(chǔ)器件參數(shù)，如擊穿電壓；全部參數(shù)模式用來提取精確的器件參數(shù)。

測試平臺搭建

Keithley提供完整解決方案

從實驗室到工廠，從晶圓級到獨立封裝器件，從測試設(shè)置到分析結(jié)果，為最優(yōu)性價比設(shè)計的一體化完整解決方案。從實驗室科研級別的單臺SMU源表到適用于高功率半導(dǎo)體器件檢定的完整測試方案，再到適用于自動晶片級測試系統(tǒng)，Keithley均能為您提供最優(yōu)性價比的完整解決方案。其方案配置如下：