IGBT功率器件測(cè)試服務(wù)

西安長(zhǎng)禾半導(dǎo)體技術(shù)有限公司功率器件測(cè)試實(shí)驗(yàn)室(簡(jiǎn)稱長(zhǎng)禾實(shí)驗(yàn)室)位于西安市高新技術(shù)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，是一家從事功率半導(dǎo)體器件測(cè)試服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，是CNAS 認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室，屬于大功率器件測(cè)試服務(wù)中心。

長(zhǎng)禾實(shí)驗(yàn)室擁有的系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和完善的服務(wù)體系。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的測(cè)試儀器設(shè)備100余臺(tái)套測(cè)試人員20余名。我們緊跟國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，以客戶需求為導(dǎo)向，不斷創(chuàng)新服務(wù)項(xiàng)目和檢測(cè)技術(shù)，借助便利的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為合作伙伴提供的技術(shù)服務(wù)。

長(zhǎng)禾實(shí)驗(yàn)室專注于功率半導(dǎo)體器件的動(dòng)、靜態(tài)參數(shù)檢測(cè)、可靠性檢測(cè)、失效分析、溫循試驗(yàn)、熱阻測(cè)試等領(lǐng)域的技術(shù)服務(wù)。業(yè)務(wù)范圍主要涉及國(guó)內(nèi)軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、科研單位院所、工業(yè)控制船舶、航空航天、新能源汽車等行業(yè)。也是第三代半導(dǎo)體（寬禁帶半導(dǎo)體）應(yīng)用解決方案服務(wù)商。

1. 靜態(tài)參數(shù)測(cè)試

（1）柵-射大漏電流IGES測(cè)試 ，該項(xiàng)測(cè)試在額定的G-E電壓下進(jìn)行。測(cè)試時(shí)將G-E短路。其測(cè)試原理如圖1a所示。通常情況下，Vdrive=±20V。此時(shí)IGES(+)＜100nA，而IGES(-)＞-100nA.

（2）柵閾值電壓VCE(th)測(cè)試在該項(xiàng)測(cè)試中，須將G-E短路，測(cè)試原理如圖1b所示。從集電注入一恒定的電流，此時(shí)因IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，故不會(huì)有電流從C-E結(jié)間流過。G-E間固有的電容開始充電，當(dāng)G-E結(jié)上電壓達(dá)到VGE(th)時(shí)，IGBT開始導(dǎo)通。此時(shí)，將有電流從C-E結(jié)流過，通過監(jiān)控該電流就能達(dá)到測(cè)試VGE(th)的目的。VGE(th)呈負(fù)溫度系數(shù)特性，經(jīng)過測(cè)試，其溫度系數(shù)為：-11mV/℃。例如，在25℃時(shí)，VGE(th)=3V,到150℃時(shí)，VGE(th)只有1.63V。

（3）C-E通態(tài)壓降VCE(on)測(cè)試即指在額定集電電流Ie和額定G-E電VGE下的G-E通態(tài)壓降。該參數(shù)是IGBT營(yíng)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(cè)試原理圖見圖2a。

（4）續(xù)流二管的正向壓降VEM測(cè)試即指IGBT模塊中與IGBT芯片反并的續(xù)流二管的正向壓降。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(huì)減小，但守?cái)鄷r(shí)IGBT上的過沖電壓尖峰較高；反之，則會(huì)造成關(guān)斷損耗其測(cè)試原理如圖2b所示

（5）C-E漏電流ICES測(cè)試進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試時(shí)，G-E應(yīng)短路，在C-E上加IGBT的額定電壓Ve set.測(cè)試原理圖見圖3a。

（6）G-E阻斷電壓VCES(Bias)測(cè)試進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)試時(shí)，柵和發(fā)射應(yīng)短路。在的集電電流值ICset下，集-射上的小電壓即為VCES(Bias)。通常情況下，Ie set=1mA.測(cè)試電路見圖3b。
IGBT的阻斷電壓隨結(jié)溫的上升而上升。對(duì)于額定電壓為600V的IGBT，其VCES(Bias)通常為25℃時(shí)的阻斷電壓，因?yàn)樗S溫度下降而降低，所以在-40℃時(shí)，額定電壓600V的IGBT模塊，其VCES(Bias)≈550V。

2. 動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試

（1）擎住電流LUT測(cè)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(shí)IGBT的負(fù)載為阻性負(fù)載。通常情況下，集電電壓VCC為額定電壓60%擎住電流為額定電流的兩倍。LUT測(cè)試的時(shí)序如圖4所示。通常測(cè)試系統(tǒng)的電流保護(hù)值Iprot設(shè)定為額定電流的3.5~4倍。

（2）能耗Eloss測(cè)試對(duì)于電路設(shè)計(jì)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(jì)算出開關(guān)損耗的平均值。進(jìn)行此項(xiàng)測(cè)試時(shí)，IGBT的負(fù)載為負(fù)載。總的開關(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(cè)試該項(xiàng)測(cè)試主要用于考核IGBT模塊關(guān)斷時(shí)工作在大電流和電壓下的工作能力。此時(shí)，IGBT的負(fù)載為負(fù)載，其測(cè)試原理圖和參考波形如圖6a所示。