絕緣柵雙極型晶體管IGBT測(cè)試方案

1、編號(hào)：絕緣柵雙極型晶體管測(cè)試方案編 制： 劉敏濤審 核：批 準(zhǔn)：發(fā)布日期：修訂記錄序號(hào)文件版本號(hào)修訂（ +/- ）內(nèi)容及說明修訂人修訂日期批準(zhǔn)人12345678910目錄1 概述 21.1 編寫目的 21.2 測(cè)試依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn) 22 產(chǎn)品描述 22.1 基本參數(shù) 23 測(cè)試項(xiàng)目 34 測(cè)試方案 44.1 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓 44.2 柵極 - 發(fā)射極漏電流 44.3 集電極 - 發(fā)射極截止電流 54.4 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓 64.5 開通時(shí)間、開通延時(shí)時(shí)間、上升時(shí)間 74.6 關(guān)斷時(shí)間、關(guān)斷延時(shí)時(shí)間、下降時(shí)間 84.7 輸入電容 104. 8 輸出電容 104.9 反相傳輸電容 1

2、14.10 關(guān)斷耗散能量和關(guān)斷耗散功率 124.11 結(jié)- 殼熱阻和結(jié) - 殼瞬態(tài)熱阻抗 134.12 柵極- 發(fā)射極短路時(shí)集電極 - 發(fā)射極電壓 154.13 集電極 - 發(fā)射極短路時(shí)刪極 - 發(fā)射極電壓 155 參考文件 1.6.附錄 1 1.6.附錄 2 1.6.1 概述1.3 編寫目的為了保證能正確地驗(yàn)證絕緣柵雙極型晶體管 IGBT 的使用性能，特編制本方案。1.4 測(cè)試依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)本方案主要遵循的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為： GBT 17007-1997 絕緣柵雙極型晶體管測(cè)試方法。2 產(chǎn)品描述2.2 基本參數(shù)序號(hào)名稱參數(shù)1集電極 - 發(fā)射極電壓2連續(xù)集電極直流電流3集電極重復(fù)峰值電流4總損耗5柵極

3、-發(fā)射極峰值電壓6集電極 -發(fā)射極飽和電壓7柵極閾值電壓8柵極電荷9內(nèi)部柵極電阻10輸入電容11反向傳輸電容12集電極 -發(fā)射極截止電流13柵極 -發(fā)射極漏電流14開通延時(shí)時(shí)間15上升時(shí)間16關(guān)斷延時(shí)時(shí)間17下降時(shí)間18開通損耗19關(guān)斷損耗20短路數(shù)據(jù)21結(jié)-殼熱阻22殼 - 散熱器熱阻2324252627283 測(cè)試項(xiàng)目根據(jù)國(guó)標(biāo)中的要求，電容器的測(cè)試應(yīng)滿足下表中的要求，有特殊定制時(shí)應(yīng)特別說明序號(hào)測(cè)試項(xiàng)目出廠試驗(yàn)型式試驗(yàn)廠內(nèi)可測(cè)試項(xiàng)第三方測(cè)試項(xiàng)1柵極 - 發(fā)射極閾值電壓2柵極- 發(fā)射極漏電流3集電極 - 發(fā)射極截止電流4集電極 - 發(fā)射極飽和電壓5開通時(shí)間、開通延時(shí)時(shí)間、上升時(shí)間6關(guān)斷時(shí)間、關(guān)

4、斷延時(shí)時(shí)間、下降時(shí)間7輸入電容8輸出電容9反相傳輸電容10關(guān)斷損耗11結(jié) - 殼熱阻和結(jié) - 殼瞬態(tài)熱阻抗12柵極 - 發(fā)射極短路時(shí)集電極-發(fā)射極電壓13集電極 - 發(fā)射極短路時(shí)刪極 - 發(fā)射 極電壓141516171854 測(cè)試方案1.5 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓試驗(yàn)?zāi)康模?驗(yàn)證柵極 - 發(fā)射極閾值電壓。試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)G1 、 G2-可調(diào)直流源； V1、 V2- 直流電壓表； A-直流電流表；2)調(diào)節(jié)電壓源 G2 至規(guī)定的集電極 - 發(fā)射極電壓；調(diào)節(jié)電壓源G1，從 0 開始逐漸增加?xùn)艠O - 發(fā)射極間的電壓， 使電流表 A 顯示出規(guī)定的集電極電流值時(shí)， 電壓表 V1

5、的顯示值即為被測(cè)元器件的柵極 - 發(fā)射極閾值電壓。合格標(biāo)準(zhǔn)： 測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：備 注：1.6 柵極 - 發(fā)射極漏電流試驗(yàn)?zāi)康模?在規(guī)定條件下，測(cè)量器件在集電極-發(fā)射極短路條件下的柵極- 發(fā)射極漏電流。試驗(yàn)方法：1) 按下圖搭建試驗(yàn)平臺(tái)。2)調(diào)節(jié)電壓源，使柵極-發(fā)射極電壓 V1 達(dá)到規(guī)定值。從 V2 讀出 V ，則柵極 -發(fā)射極漏電流為V2/R 。合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：備注：4.3 集電極 - 發(fā)射極截止電流試驗(yàn)?zāi)康模?在規(guī)定條件下，測(cè)量器件在柵極- 發(fā)射極短路時(shí)的集電極- 發(fā)射極截止電流。13試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)G-可

6、調(diào)電壓源； V-高阻抗直流電壓表；A-直流電流表； R- 限流電阻器。2)調(diào)節(jié)電壓源 G，從零開始逐漸增加集電極-發(fā)射極間的電壓到電壓表V 顯示出規(guī)定值，即可從電流表 A 讀取集電極 -發(fā)射極截止電流。合格標(biāo)準(zhǔn)： 測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：4.4 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓-發(fā)射極飽和電壓。試驗(yàn)?zāi)康模?在規(guī)定條件下，用脈沖法測(cè)量器件的集電極試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)G1-柵極可調(diào)脈沖電壓源；G2- 可調(diào)直流電壓源； M1-測(cè)量柵極 -發(fā)射極峰值電壓示波器；M2-指示被測(cè)器件導(dǎo)通器件電壓的示波器； M3- 集電極電流測(cè)量示波器； R3- 取樣電阻器； R1-柵極回路電

7、 阻器； R2- 集電極負(fù)載電阻器。2) 調(diào)節(jié)柵極脈沖電壓源 G1 ，使 M1 電壓指示為規(guī)定值。調(diào)節(jié)集電極電流為規(guī)定值，指示，從 示波器 M2 穩(wěn)定波形平坦部分讀取集電極-發(fā)射極飽和電壓值。合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：備注：4.5 開通時(shí)間、開通延時(shí)時(shí)間、上升時(shí)間試驗(yàn)方法：1)試驗(yàn)?zāi)康模涸谝?guī)定條件和阻性負(fù)載條件下，測(cè)量器件的開通時(shí)間、開通延時(shí)時(shí)間、上升時(shí)間。G1-低內(nèi)阻矩形脈沖發(fā)生器；G2- 可調(diào)直流電壓源； R1-柵極無(wú)感電阻器； RL- 負(fù)載無(wú)感電阻器；M- 雙蹤示波器。M 顯示的2) 調(diào)節(jié) G1、 G2 使柵極脈沖電壓幅值和集電極電流幅值分別達(dá)到規(guī)定值，從示波

8、器柵極 -發(fā)射極電壓 Vge 和集電極電流 Ic 的波形上，讀出各個(gè)時(shí)間。合格標(biāo)準(zhǔn)： 測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：備注：4.6 關(guān)斷時(shí)間、關(guān)斷延時(shí)時(shí)間、下降時(shí)間試驗(yàn)?zāi)康模涸谝?guī)定條件和阻性負(fù)載條件下，測(cè)量器件的關(guān)斷時(shí)間、關(guān)斷延時(shí)時(shí)間、下降時(shí)間。試驗(yàn)方法：1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)G1-低內(nèi)阻矩形脈沖發(fā)生器；M- 雙蹤示波器。G2- 可調(diào)直流電壓源；R1-柵極無(wú)感電阻器； RL- 負(fù)載無(wú)感電阻器；2) 施加規(guī)定的柵極電壓Vge1 ，逐漸增加集電極電源G2 的電壓，是集電極峰值電流 Icm 達(dá)到規(guī)定值。然后施加反向柵極電壓 Vge2 。在示波器是讀取時(shí)間。合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供

9、的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)： 備注：4.7 輸入電容試驗(yàn)?zāi)康模涸谝?guī)定條件下，測(cè)量器件的輸入電容。試驗(yàn)方法：1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)。23CB-電容測(cè)量?jī)x器； G-直流可調(diào)電壓源； R1、R2 、 R3-直流偏置電阻； C1-隔直電容； C2-交流短路 電容CB 讀出電容測(cè)量值 Cx ，則輸入電容2) 把 G 的電壓和測(cè)試頻率設(shè)為規(guī)定值，在電容測(cè)量?jī)x-1Cies=(1/Cx-1/C1)。合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：2.3 8 輸出電容試驗(yàn)?zāi)康模涸谝?guī)定條件下，測(cè)量器件的輸出電容。試驗(yàn)方法：1) 按下圖搭建試驗(yàn)平臺(tái)CB 讀出電容測(cè)量值 Cx ，則輸入電容CB- 電容測(cè)量?jī)x； G

10、-可調(diào)直流電壓源；R1、 R2-直流偏置電阻； C-隔直電容2)把 G 的電壓和測(cè)試頻率設(shè)為規(guī)定值，在電容測(cè)量?jī)x-1Coes=(1/Cx-1/C) 。合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：4.9 反相傳輸電容試驗(yàn)?zāi)康模涸谝?guī)定條件下，測(cè)量器件的反向傳輸電容。試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)CB- 電容測(cè)量?jī)x； G-可調(diào)直流電壓源；R1、R2、 R3-直流偏置電阻； C-隔直電容2)把 G的電壓和測(cè)試頻率設(shè)為規(guī)定值，在電容測(cè)量?jī)xCB 讀出電容測(cè)量值Cx，則輸入電容-1。 Cres=(1/Cx-1/C)合格標(biāo)準(zhǔn)： 測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：備注：1.7 關(guān)斷耗散

11、能量和關(guān)斷耗散功率試驗(yàn)?zāi)康模涸诟行载?fù)載下，確定器件單脈沖關(guān)斷耗散能量和關(guān)斷耗散功率。試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)G1-低內(nèi)阻矩形脈沖發(fā)生器；G2-可調(diào)直流源； D-鉗位二極管； L- 負(fù)載電抗器； R1-柵極電阻器； R2-電流測(cè)量電阻器； M- 雙蹤示波器。2) 調(diào)節(jié) G1 和 G2 使集電極 - 發(fā)射極電源電壓Vcce 和輸入直流脈沖幅值Vggm 為規(guī)定值。雙蹤示波器 M 上顯示出集電極電流 Ic ，集電極 -發(fā)射極電壓 Vce 的波形合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：4)任意重復(fù)頻率下的關(guān)斷耗散功率等于該頻率與關(guān)斷耗散能量的乘積- 殼熱阻和結(jié) - 殼瞬態(tài)熱阻抗

12、。4.11 結(jié)- 殼熱阻和結(jié) - 殼瞬態(tài)熱阻抗試驗(yàn)?zāi)康模?用器件柵極 -發(fā)射極閾值電壓作為熱敏參數(shù)測(cè)量其結(jié)試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)G1/G2- 可調(diào)直流電流源； S-電子功率開關(guān)； D1 、D2、 D3-隔離二極管； V1 、V2- 直流電壓表； R-電流測(cè)量電阻器。2) 在較小測(cè)量電流 Ic1 時(shí)確定集電極 - 發(fā)射極閾值電壓的溫度系數(shù) Ct，將器件放入烘箱中，依 次加熱至溫度 T1 和 T2( T2>T1 )。在熱平衡的條件下，從電壓表V1 讀取相應(yīng)的柵極 -發(fā)射極電壓 Vge1 和 Vge2 ，則溫度系數(shù) Ct=(Vge1-Vge2)/(T2-T1) 。3) 用器件對(duì)內(nèi)

13、部耗散功率階躍變化的響應(yīng)測(cè)量結(jié) -殼熱阻 Rjc 。將器件固定在散熱體上， 測(cè)量管 殼溫度 Tc1 ，測(cè)量小電流 Ic1 下的柵極 -發(fā)射極電壓 Vge3 。接通電子開關(guān) S，調(diào)節(jié) G2，在 Ic1 上疊加接近器件額定集電極電流 Ic2 。達(dá)到熱平衡后，測(cè)量集電極 -發(fā)射極電壓 Vce 。且保持 管殼溫度 Tc=Tc2= 常數(shù)。 然后切斷 Ic2 ，立即測(cè)量在同一 Ic1 時(shí)的柵極 -發(fā)射極電壓 Vge4 。則 熱阻 Rjc= ( Tvj-Tc ) /( Vce*Ic2 )；瞬時(shí)器件的等效結(jié)溫 Tvj=Tc1+(Vge3-Vge4)/Ct 。4) 用上述測(cè)量熱阻的方法，在器件流過 Ic2 且達(dá)

14、到熱平衡后，測(cè)量集電極-發(fā)射極電壓 Vge 和管殼溫度 Tc2 。然后用 S 切斷 Ic2 ，再測(cè)量在 Ic1 條件下的柵極 -發(fā)射極電壓不同時(shí)刻的Vge4(t)和對(duì)應(yīng)的管殼溫度Tc(t) ，計(jì)算得出 Zjc(t) 的值。Tvj(t)=Tc1+(Vge3-Vge4(t)/Ct 。Zjc(t)=(Tvj(0)-Tc(0)-(Tvj(t)-Tc(t)/(Vce*Ic2)合格標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)量值符合廠家所提供的技術(shù)規(guī)格書。測(cè)試地點(diǎn)：1.8 柵極- 發(fā)射極短路時(shí)集電極 - 發(fā)射極電壓試驗(yàn)?zāi)康模?在規(guī)定條件下，檢驗(yàn)器件在柵極- 發(fā)射極短路時(shí)集電極- 發(fā)射極電壓 Vces試驗(yàn)方法： 1) 按下圖搭建測(cè)試平臺(tái)G-直流可調(diào)電壓源； R-限流電阻器； A- 直流電流表； V-直流電壓表。2)使器件達(dá)到規(guī)定的殼溫。調(diào)節(jié)電壓源G1 ，使器件的集電極 -發(fā)射極電壓達(dá)到規(guī)定值，合格標(biāo)準(zhǔn)：集電極電流小于或等于規(guī)格書所標(biāo)稱值。測(cè)試地點(diǎn)：備注：1.9 集電極 - 發(fā)射極短路