致工程师系列之二：功率器件的标定及选择

作者：泰克科技

对市场新推出的低功耗IC 及功率器件特性无法准确把握？是否真正在自己的电源设计中发挥最大的作用，缺少一种简单经济的评价方法。对于电源产品设计，大功率开关管的选择是非常关键也是非常困难的。 如何在系统调试之前对IGBT模块特性进行测试，尤其基于桥式拓扑结构，在不同的负载条件测试IGBT及相应的二极管的特性？这些成为工程师非常头疼的问题。

功率器件动态参数/双脉冲测试

功率器件如MOSFET和IGBT提供了快速开关速度，能够耐受没有规律的电压峰值，被广泛应用于电源转换产品的设计。尤其最新第三代半导体SiC和GaN快速发展和应用可以毫不夸张的说给电源行业带来颠覆性的变化。对于设计工程师来说却带来了非常大的测试挑战，如何保证选用的高速功率器件能稳定可靠的运行在自己的电源产品中，我们需要了解功率器件的动态特性：

· 器件在不同温度的特性

· 短路特性和短路关断

· 栅极驱动特性

· 关断时过电压特性

· 二极管回复特性

· 开关损耗测试等

泰克推出了IGBT Town功率器件支持单脉冲，双脉冲及多脉冲测试方案，集成强大的发生装置，数据测试装置及软件。用户可以自定义测试条件，测试项目包含：Toff, td(off), tf(Ic),Eoff, Ton, td(on),tr(Ic), Eon, di/dt, dv/dt, Err, qrr, Irr based on IEC60747。推荐解决方案：MSO54 + 5-wins + 5-PWR + TIVM02 + TIVH08 + TCP0030A + IGBT town软件。

采用双脉冲法，用信号发生器设置脉宽为1uS，周期为2.5uS，脉冲次数为2次，示波器采用单次触发。

采用MSO58功率器件分析功能可以直接得出CoolGaN™的动态参数。左下的测试提示Ic off是因为英飞凌的CoolGaN™完全没有反向恢复电流，从测试数据中可以看到基于英飞凌的CoolGaN™专用驱动1EDF5673K下的CoolGaN™ IGO60R070D1速度还是非常快的，而且完全没有反向恢复损耗。

从测试结果可以看出该方案特点：

· 可靠、可重复地测试IGBT及MOSFET（包括第三代半导体器件SiC、GaN）功率半导体动态特征；

· 测量的特征包括开启、关闭、开关切换、反向恢复、栅极驱动，开关损耗等参数；

· 适用于用户对测试环境的自定义；

· 全部使用泰克示波器及原厂电源探头，可准确补偿探头延迟，专用的开关损耗算法，提供可靠的测试结果；

· 独特的IsoVu 探头，最高800MHz带宽高达120dB共模抑制比，准确测试驱动信号的真实情况。

高功率半导体器件检定测试

开发和使用MOSFET、IGBT、二极管及其他大功率器件，需要全面的器件级检定，如击穿电压、通态电流和电容测量。Keithley高功率参数化曲线跟踪仪支持所有的器件类型和测试参数。Keithley高功率参数化曲线跟踪仪包括检定工程师快速开发全面测试系统所需的一切。ACS-Basic基本版软件提供了完整的器件特性分析，包括实时跟踪模式及全部参数模式，实时跟踪模式用来迅速检查基础器件参数，如击穿电压；全部参数模式用来提取精确的器件参数。

测试平台搭建

Keithley提供完整解决方案

从实验室到工厂，从晶圆级到独立封装器件，从测试设置到分析结果，为最优性价比设计的一体化完整解决方案。从实验室科研级别的单台SMU源表到适用于高功率半导体器件检定的完整测试方案，再到适用于自动晶片级测试系统，Keithley均能为您提供最优性价比的完整解决方案。其方案配置如下：

· 硬件：上至3kV/100A的功率电平，下至uV/fA级别小信号的宽动态范围；（SMU, 4200，PCT，S500多硬件平台覆盖） ；

· 软件：ACS-Basic支持各种Keithley仪器，用于半导体器件检定、可靠性测试、参数化测试以及元器件功能测试；

· 夹具：传统连线测试夹具、8010高功率器件测试夹具、手动/自动探针测试台 。