IGBT功率器件静态参数测试解决方案
IGBT及其应用发展
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是电力控制和电力转换的核心器件,是由BJT(双极型晶体管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,具有高输入阻抗、低导通压降、高速开关特性和低导通状态损耗等特点,在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
目前IGBT已经能够覆盖从600V-6500V的电压范围,应用涵盖从工业电源、变频器、新能源汽车、新能源发电到轨道交通、国家电网等一系列领域。
IGBT功率半导体器件主要测试参数
近年来IGBT成为电力电子领域中尤为瞩目的电力电子器件,并得到越来越广泛的应用,那么IGBT的测试就变的尤为重要了。IGBT的测试包括静态参数测试、动态参数测试、功率循环、HTRB可靠性测试等,这些测试中最基本的测试就是静态参数测试。
IGBT静态参数主要包含:栅极-发射极阈值电压VGE(th)、栅极-发射极漏电流IGEs、集电极-发射极截止电流ICEs、集电极-发射极饱和电压VCE(sat)、续流二极管压降VF、输入电容Ciss、输出电容Coss、反向传输电容Crss。只有保证IGBT的静态参数没有问题的情况下,才进行像动态参数(开关时间、开关损耗、续流二极管的反向恢复)、功率循环、HTRB可靠性方面进行测试。
IGBT功率半导体器件测试难点
IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体 器件,兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点;同时IGBT芯片属于电力电子芯片,需要工作在大电流、 高电压、高频率的环境下,对芯片的可靠性要求较高。这给IGBT测试带来了一定的困难:
1、IGBT是多端口器件,需要多种仪表协同测试;
2、IGBT的漏电流越小越好,需要高精度的设备进行测试;
3、IGBT的电流输出能力很强,测试时需要快速注入1000A级电流,并完成压降的釆样;
4、IGBT耐压较高,一般从几千到一万伏不等,需要测量仪器具备高压输出和高压下nA级漏电流测试的能力;
5、由于IGBT工作在强电流下,自加热效应明显,严重时容易造成器件烧毁,需要提供μs级电流脉冲信号减少器件自加热效应;
6、输入输出电容对器件的开关性能影响很大,不同电压下器件等效结电容不同,C-V测试十分有必要。