GBT 29332-2012 半導(dǎo)體器件 分立器件 第9部分：絕緣柵雙極晶體管(IGBT)

ICS31.080.01;31.080.30GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007(IEC60747-9:2007,IDT)中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局IGB/T29332—2012/IEC60747-9:20 V 12規(guī)范性引用文件 1 13.1IGBT的圖形符號 1 13.3額定值和特性的術(shù)語電壓和電流 23.4額定值和特性的術(shù)語其他特性 4 64.1通則 64.2補充的通用下標(biāo) 6 6 75.1額定值(極限值) 75.2特性 86測試方法 6.2額定值(極限值)試驗 6.3測量方法 7接收和可靠性 7.2特殊要求 7.3型式試驗和例行試驗 附錄A(規(guī)范性附錄)集電極-發(fā)射極擊穿電壓試驗方法 附錄B(規(guī)范性附錄)在規(guī)定條件下，電感性負(fù)載關(guān)斷電流試驗方法 附錄C(規(guī)范性附錄)正偏安全工作區(qū)FBSOA 附錄D(規(guī)范性附錄)管殼不破裂 圖3集電極電流試驗電路 圖4集電極峰值電流試驗電路 圖5反偏安全工作區(qū)(RBSOA)試驗電路 ⅡGB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖6關(guān)斷期間的柵極-發(fā)射極電壓Vce和集電極電流Ic波形 圖7負(fù)載短路(SCSOA1)時，安全工作脈沖寬度試驗電路 圖8負(fù)載短路(SCSOA1)期間的柵極-發(fā)射極電壓VcE、集電極電流Ic和集電極電壓VcE波形 圖9短路安全工作區(qū)2(SCSOA2)試驗電路 圖10SCSOA2期間的波形 圖12集電極電流的運行軌跡 圖13集電極-發(fā)射極飽和電壓VCEsa測量電路 圖14柵極-發(fā)射極閾值電壓基本測量電路 圖15集電極截止電流測量電路 22圖16.柵極漏電流測量電路 23圖17輸入電容測量電路 24圖18輸出電容測量電路 25圖19反向傳輸電容測量電路 圖20柵極電荷測量電路 26圖21柵極電荷基本波形 27圖22短路柵極內(nèi)阻測量電路 圖23開通期間的各時間間隔和開通能量測量電路 圖24開通期間的電流、電壓波形 圖25關(guān)斷期間的各時間間隔和關(guān)斷能量測量電路 圖27小測量電流Ic下Vc隨溫度變化和大電流Ic?加熱被測器件DUT的測量電路 圖28小測量電流Ic?下VcE隨管殼溫度T.(外加熱，即T。=T;時)的典型變化 圖29熱阻和瞬態(tài)熱阻抗測量電路(方法2) 圖30小測量電流Ic下VGE(h)隨管殼溫度T.(外加熱，即T。=T;時)的典型變化 圖32高溫阻斷試驗電路 圖33高溫柵極偏置試驗電路 圖34間歇工作壽命試驗電路 圖35期望循環(huán)次數(shù)與溫升△T;的關(guān)系 圖A.1集電極-發(fā)射極擊穿電壓試驗電路 圖B.1電感性負(fù)載關(guān)斷電流試驗電路 圖B.2關(guān)斷期間，集電極電流Ic和集電極電壓VcE波形 41圖C.1FBSOA試驗電路(方法1) 43圖C.2△VcE與集電極-發(fā)射極電壓VcE的典型特性 44 44圖C.4FBSOA試驗電路(方法2) 45ⅢGB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖C.5閉鎖模式運行波形 45圖C.6閉鎖模式伏安特性 45 表3最少的型式試驗和例行試驗項目(適用時) VGB/T29332—2012/IEC60747-9:2007《半導(dǎo)體器件分立器件》系列國家標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)計結(jié)構(gòu)如下：——第1部分：總則(GB/T17573——1998,idtIEC60747-1———第2部分：整流二極管(GB/T4023—1997,eqvIEC6案2:1993); 第3部分：信號(包括開關(guān))和調(diào)整二極管(GB/T6571—1995,id 第6部分：晶閘管(GB/T15291—1994,eavIEC60747-6:1983及其修正案1:1991)——第8部分：場效應(yīng)晶體管(GB/T4586—1994,idtIEC60747-8:1984);——第9部分：絕緣柵雙極晶體管(IEC60747-9:2007);—-第11部分：分立器件分規(guī)范(GB/T12560—1999,idtIEC60747-11:1985); 第14-1部分：半導(dǎo)體傳感器總則和分類(GB/T20521—2006,IEC60747-14-1:2000,IDT) 本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。半導(dǎo)體器件分立器件第9部分：絕緣柵雙極晶 GB/T4023—1997半導(dǎo)體器件分立器件和集成申路第2部分：整流二極管(eqvIEC60747-2:1983及其修正案1:1992和修正案2:1993) GB/T15291—1994半導(dǎo)體器件第6部分：晶閘管(eavIEC60747-6:1983及其修正案1——GB/T17573—1998半導(dǎo)體器件第1部分：總則(idtIEC60747-1:1983) -結(jié)溫的文字符號Ty統(tǒng)一為T;;——在6.3.6.3中增加如下說明： VGB/T29332—2012/IEC60747-9:2007--—圖30圖題中的“Ic?”更正為“Ici”; A.4中，列項2下面的三個列項按二級列項處理1GB/T29332—2012/IEC6半導(dǎo)體器件分立器件第9部分：絕緣柵雙極晶體管(IGBT)下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文IEC60747-2半導(dǎo)體器件分立器件和集成電路第2部分：整流二極管(SemiconductorIEC61340(所有部分)靜電(Electrostatics)注：本標(biāo)準(zhǔn)僅使用N溝道IGBT的圖形符號。本標(biāo)準(zhǔn)也適用于P溝道器件，但必須使極性適宜。3.2一般術(shù)語具有導(dǎo)電溝道和PN結(jié)，且流過溝道和結(jié)的電流由施加在柵極端和發(fā)射極端之間的電壓產(chǎn)生的電23.2.2N溝道IGBTN-channelIGBT具有一個或多個N型導(dǎo)電溝道的IGBT。3.2.3P溝道IGBTP-channelIGBT3.2.4(IGBT的)集電極電流collectorcurrent(ofanIGBT)Ic由IGBT開關(guān)(控制)的直流電流。(IGBT的)集電極端collectorterminal(ofanIGBT)C對于N溝道IGBT,集電極電流從外部電路流入的那個端(電極);對于P溝道IGBT,集電極由其流出至外部電路的那個端(電極)。(IGBT的)發(fā)射極端emitterterminal(ofanIGBT)E對于N溝道IGBT,集電極電流由其流出至外部電路的那個端(電極);對于P溝道IGBT,集電極電流從外部電路流入的那個端(電極)。G為控制集電極電流，相對于發(fā)射極端(電極)施加電壓的那個端(電極)。集電極-發(fā)射極(直流)電壓collector-emitter(d.c.)voltage集電極與發(fā)射極間的直流電壓。3.3.2柵極-發(fā)射極短路時的集電極-發(fā)射極電壓collector-emittervoltagewithgate-emittershort-circui-柵極-發(fā)射極短路和集電極電流為規(guī)定的低值(絕對值)時的集電極-發(fā)射極電壓。集電極-發(fā)射極維持電壓collector-emittersustainingvoltage對于柵極端和發(fā)射極端間的規(guī)定接法，在相對較大的集電極電流下的集電極-發(fā)射極擊穿電壓。在3該集電極電流下，擊穿電壓對集電極電流的變化相對較不敏感。注1:柵極端和發(fā)射極端間的規(guī)定接法以文字符號的第三個下標(biāo)標(biāo)示(參見IEC60747-7:2000中的4.1.2)。注2:需要時，為標(biāo)示柵極端和發(fā)射極端間的特定接法，在基本術(shù)語中增加經(jīng)認(rèn)可的合適的術(shù)語。例如，柵極-發(fā)射注3:如果所用的文字符號意思明確，基本術(shù)語可縮短。例如，集電極-發(fā)射極維持電壓VCERsus注4:此術(shù)語對于高壓器件(例如4kV以上)是重要的。集電極-發(fā)射極擊穿電壓collector-emitterbreakdownvoltage柵極-發(fā)射極短路時，集電極與發(fā)射極間的電壓。超過此電壓，集電極電流急劇增加。集電極-發(fā)射極飽和電壓collector-emittersaturationvoltage在集電極電流與柵極-發(fā)射極電壓基本無關(guān)的柵極-發(fā)射極電壓條件下的集電極-發(fā)射極電壓。柵極-發(fā)射極(直流)電壓gate-emitter(d.c.)voltage柵極與發(fā)射極間的直流電壓。柵極與集射極間的直流電壓。柵極-發(fā)射極閾值電壓gate-emitterthresholdvoltageVGE(th)集電極電流為規(guī)定的低值(絕對值)時的柵極-發(fā)射極電壓。靜電放電電壓electrostaticdischargevoltage施加到柵極端而不破壞絕緣層的電壓。集電極截止電流collectorcut-offcurrent柵極斷態(tài)和規(guī)定的集電極-發(fā)射極電壓(低于擊穿區(qū))時的集電極電流。集電極電流collectorcurrent流過集電極的電流。Icz在尾部時間期間的集電極電流。柵極漏電流gateleakagecurrentIGES集電極端與發(fā)射極端短路時和規(guī)定的柵極-發(fā)射極電壓條件下，流入柵極端的漏電流。4GB/T29332—2012/IEC60747-9:20073.3.143.3.153.3.16反偏安全工作區(qū)reversebiassafeoperatingarea3.3.173.4.13.4.23.4.33.4.43.4.53.4.65注：周期性脈沖條件下對應(yīng)的開通耗散功率由Eo與脈沖頻率相乘得到。(單脈沖)關(guān)斷能量turn-offenergy(perpulse)Eof注：周期性脈沖條件下對應(yīng)的關(guān)斷耗散功率由Eof與脈沖頻率相乘得到。開通延遲時間turn-ondelaytimetd(on);tdIGBT從斷態(tài)向通態(tài)轉(zhuǎn)換期間，輸入端電壓脈沖起始點與集電極電流上升起始點之間的時間間隔。注：通常，在輸入脈沖幅值的10%和輸出脈沖幅值的10%兩點測定該時間。IGBT從斷態(tài)向通態(tài)轉(zhuǎn)換期間，集電極電流上升分別達到規(guī)定的下限值瞬間和上限值瞬間之間的注：通常，下限值和上限值分別為脈沖幅值的10%和90%。ton關(guān)斷延遲時間turn-offdelaytimetd(off);tsIGBT從通態(tài)向斷態(tài)轉(zhuǎn)換時，維持IGBT處于通態(tài)的輸入端電壓脈沖終點與集電極電流下降起始注：通常，在輸入脈沖幅值的90%和輸出脈沖幅值的90%兩點測定該時間。3.4.12tfIGBT從通態(tài)向斷態(tài)轉(zhuǎn)換期間，集電極電流下降分別達到規(guī)定的上限值瞬間和下限值瞬間之間的時間間隔。注：通常，上限值和下限值分別為脈沖幅值的90%和10%。toff3.4.14t從關(guān)斷時間終點到集電極電流已經(jīng)下降至其2%或較低的規(guī)定值瞬間的時間間隔。6GB/T29332—2012/IEC607474.1通則IEC60747-1:2006的第4章適用。4.2補充的通用下標(biāo)C,c集電極G,g柵極sat飽和S端子短路R端子接電阻X端子接規(guī)定的柵極-發(fā)射極電壓Sus維持4.3文字符號文字符號集電極-發(fā)射極電壓VcE柵極-發(fā)射極短路時，集電極-發(fā)射極電壓Vces集電極-發(fā)射極維持電壓VcE*su柵極-發(fā)射極短路時，集電極-發(fā)射極擊穿電壓V(BR)CES集電極-發(fā)射極飽和電壓VCEsat柵極-發(fā)射極電壓VGE集電極-發(fā)射極短路時，柵極-發(fā)射極電壓VGES柵極-發(fā)射極閾值電壓VGE(th)規(guī)定柵極-發(fā)射極電阻時，集電極-柵極電壓VCGR集電極電流集電極峰值電流集電極重復(fù)峰值電流柵極-發(fā)射極短路時，集電極截止電流尾部電流7GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007續(xù)表文字符號柵極電流集電極-發(fā)射極短路時，柵極漏電流4.3.3其他電物理量輸入電容輸出電容反向傳輸電容柵極電荷柵極內(nèi)阻開通耗散功率開通能量關(guān)斷耗散功率關(guān)斷能量通態(tài)耗散功率通態(tài)能量總耗散功率尾部時間4.3.5熱物理量結(jié)-殼熱阻結(jié)-殼瞬態(tài)熱阻抗5基本額定值和特性5.1額定值(極限值)額定值應(yīng)如所述對特定器件的整個工作條件范圍有效，并給出規(guī)范的曲線(適用時)。5.1.1環(huán)境溫度T?、管殼溫度Te或結(jié)溫T最大值和最小值。5.1.2貯存溫度T最大值和最小值。5.1.3柵極-發(fā)射極短路時的集電極-發(fā)射極電壓Vcs最大值。8GB/T29332—2012/IEC60747-9:20075.1.5集電極連續(xù)電流Ic最大值。5.1.6集電極重復(fù)峰值電流IcRM在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間和占空比條件下，多個矩形脈沖的最大值。5.1.7集電極不重復(fù)峰值電流Iosm在規(guī)定的脈沖持續(xù)時間條件下，一個矩形脈沖的最大值。5.1.9最大安全工作區(qū)表示在管殼溫度25℃、直流電流和各種脈沖持續(xù)時間條件下，開通后的最大額定集電極電流Ic與開通前和開通期間集電極-發(fā)射極電壓Vce關(guān)系的區(qū)域的圖。即使在最佳冷卻條件下，也不應(yīng)超過最大額定集電極電流Ic。5.1.10最大反偏安全工作區(qū)RBSOA表示在規(guī)定條件下，IGBT在關(guān)斷期間的短時間內(nèi)能同時承受集電極電流Ic和集電極-發(fā)射極電壓VcE而不失效的區(qū)域的圖。5.1.11最大短路安全工作區(qū)SCSOA由短路持續(xù)時間tpsc和負(fù)載短路條件下不可超過的集電極-發(fā)射極電壓Vce一對量值給出的區(qū)域的圖。短路電壓源，器件可再次開通和關(guān)斷而不失效。流過主端子電流的最大方均根值。5.1.13安裝力F5.1.14安裝力矩M特性應(yīng)在T;=25℃(另有規(guī)定除外)和另一規(guī)定溫度下給出。5.2.1集電極-發(fā)射極擊穿電壓在柵極-發(fā)射極短路時和規(guī)定的集電極電流條件下的最小值。9GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007如適用，在規(guī)定的集電極電流和柵極條件下的最小值。在規(guī)定的柵極電壓和集電極電流條件下的最大值。在規(guī)定的集電極-發(fā)射極電壓和集電極電流條件下的最小值和最大值。5.2.5集電極截止電流Ice在柵極端和發(fā)射極端間的規(guī)定接法和規(guī)定的集電極-發(fā)射極電壓條件下的最大值。在最高額定柵極-發(fā)射極電壓條件下的最大值。5.2.7電容在規(guī)定的集電極-發(fā)射極電壓和測量頻率下的下述典型值。5.2.7.1輸入電容C在規(guī)定的偏置條件和規(guī)定的測量頻率下，且輸出交流短路，共發(fā)射極小信號下的輸入電容典型值。5.2.7.2輸出電容Coe在規(guī)定的偏置條件和規(guī)定的測量頻率下，且輸入交流短路，共發(fā)射極小信號下的輸出電容典型值。5.2.7.3反向傳輸電容Cr在規(guī)定的偏置條件和規(guī)定的測量頻率下，共發(fā)射極小信號下的反向傳輸電容典型值。5.2.8柵極電荷Qc在規(guī)定的柵極-發(fā)射極電壓、開通前集電極-發(fā)射極電壓和開通后集電極電流條件下的典型值。5.2.9柵極內(nèi)阻rg在規(guī)定的柵極-發(fā)射極電壓、集電極-發(fā)射極電壓和頻率下，集電極端對發(fā)射極端交流短路時的最大值和(或)典型值。5.2.10開通能量Eo在下列規(guī)定條件下的單脈沖最大值：----開通前的集電極-發(fā)射極電壓；—柵極-發(fā)射極電壓；-柵極-發(fā)射極電路中的電阻； GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007 GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007接收判據(jù)VCEsaVCEsat<USLVGE(th)LSL<VGE(th)<USL注：USL——規(guī)范上限值；LSL——規(guī)范下限值6.2.1.2電路圖電路圖如圖1所示。6.2.1.3電路說明GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.2.1.5規(guī)定條件電路圖如圖2所示。6.2.2.3電路說明GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.2.2.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度Te或結(jié)溫T;——柵極-發(fā)射極漏電流IGEs;6.2.3最大集電極電流Ic6.2.3.1目的在規(guī)定條件下，檢驗IGBT的集電極電流能力不低于最大額定值Ic。6.2.3.2電路圖電路圖如圖3所示。圖3集電極電流試驗電路6.2.3.3電路說明Vcc和Vgc是電壓源。R?是電路保護電阻器。6.2.3.4試驗程序設(shè)定溫度(環(huán)境溫度或管殼溫度)和柵極-發(fā)射極電壓為規(guī)定值并保持在該值。增加電源電壓Vcc至Ic達到規(guī)定值，并達到熱平衡。6.2.3.5規(guī)定條件——集電極電流Ic;6.2.4最大集電極峰值電流IcM6.2.4.1目的在規(guī)定條件下，檢驗IGBT的集電極電流能力不低于最大額定值IcM。GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.2.4.2電路圖電路圖如圖4所示。圖4集電極峰值電流試驗電路6.2.4.3電路說明Vcc是電壓源。VcG是柵極脈沖發(fā)生器。R?是電路保護電阻器。6.2.4.4試驗程序設(shè)定溫度(環(huán)境溫度、管殼溫度或結(jié)溫)和柵極-發(fā)射極電壓為規(guī)定值并保持在該值。增加電源電壓Vcc至Ic達到規(guī)定值。6.2.4.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T.或結(jié)溫T;;——集電極電流IcM;6.2.5最大反偏安全工作區(qū)RBSOA6.2.5.1目的檢驗IGBT在RBSOA中可靠工作而不失效。6.2.5.2電路圖和波形電路圖和波形分別如圖5和圖6所示。圖5反偏安全工作區(qū)(RBSOA)試驗電路GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖6關(guān)斷期間的柵極-發(fā)射極電壓Vce和集電極電流Ic波形6.2.5.3電路說明和要求負(fù)載電感L應(yīng)足夠大，以保持規(guī)定的Ic和VCE(damp)施加于受試器件DUT(至少在整個下降時間t和尾部時間tz)。Vcc是提供通態(tài)集電極電流Ic的低壓電源。VCECda)應(yīng)能承載等于Ic的反向電流且保持在規(guī)定值。因而，可采用在規(guī)定的Vcc時能提供特定Ic且?guī)в信c電感器L并聯(lián)的續(xù)流二極管D的單獨電源。R?和R?是電路保護電阻器。L?是表征允許的最大無鉗位雜散電感的電感器。6.2.5.4試驗程序受試器件DUT在規(guī)定的Ic關(guān)斷。監(jiān)測VcE和Ic。DUT必須關(guān)斷Ic并承受VcE=VCECda)。6.2.5.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T?；蚪Y(jié)溫Tj;——集電極電流Ic;——電感L;6.2.6最大短路安全工作區(qū)SCSOA6.2.6.1目的檢驗IGBT在負(fù)載短路條件下可靠運行而不失效。可能有兩種負(fù)載短路情況：一種是負(fù)載短路時開通IGBT,另一種是IGBT處于通態(tài)(VcE=VCEat)GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007時負(fù)載短路。應(yīng)對兩種負(fù)載短路進行試驗。6.2.6.2最大短路安全工作區(qū)1SCSOA16.2.6.2.1電路圖和波形電路圖和波形分別如圖7和圖8所示。0集電極電流Ic和集電極電壓Vcg波形6.2.6.2.2電路說明L。表征允許的最大雜散電感。它應(yīng)足夠低，以使在柵極脈沖寬度tpsc的第一個25%內(nèi)即達到最大GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.2.6.2.3試驗程序設(shè)定溫度為規(guī)定值。施加規(guī)定的斷態(tài)柵極-發(fā)射極電壓。設(shè)定集電極-發(fā)射極電壓為規(guī)定值。施加規(guī)定的柵極-發(fā)射極通態(tài)脈沖。監(jiān)測Ic、VcE和VGE,以觀察受試器件DUT是否正確地開通和關(guān)斷。6.2.6.2.4規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T。或結(jié)溫T;;—集電極-發(fā)射極電壓VcE=Vcc;——柵極電阻器R?和R?;——無鉗位的雜散電感L。。6.2.6.3最大短路安全工作區(qū)2SCSOA26.2.6.3.1工作特點由于集電極-發(fā)射極電壓VcE的變化率dVc/dt,柵極電壓從柵極-發(fā)射極電壓VcE增加。這引起集電極電流的快速增加和高峰值能量，如圖10所示。6.2.6.3.2電路圖和波形電路圖和波形分別如圖9和圖10所示。圖9短路安全工作區(qū)2(SCSOA2)試驗電路GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖10SCSOA2期間的波形6.2.6.3.5規(guī)定條件 短路前的集電極電流Ic(=Vcc/R?)GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.3測量方法6.3.1集電極-發(fā)射極維持電壓Vce*s在規(guī)定條件下，通過測量確保IGBT的集電極-發(fā)射極維持電壓不低于最大規(guī)定值VCE*sus6.3.1.2電路圖電路圖如圖11所示。圖11集電極-發(fā)射極維持電壓Vce*ss測量電路6.3.1.3電路說明和要求被測器件DUT在脈沖條件下工作在飽和狀態(tài)。由于電感器L,關(guān)斷柵極電壓使DUT經(jīng)過一個電流-電壓周期的掃描。電源Vcc?是可調(diào)的，以使集電極電流設(shè)定為規(guī)定值。圖11中，可調(diào)電壓源Vcc?與串聯(lián)二極管構(gòu)成電壓鉗位單元用以限制電壓VcE。Vca設(shè)定為期望負(fù)載電感L的最小值可在詳細規(guī)范中給出，也可由式(1)計算：Lmin=(Vcc?—Vcc?)×toff/0.1Ic…………(1)這保證Ic在to期間的減少量不超過10%。6.3.1.4測量程序調(diào)整鉗位單元工作在規(guī)定的最小值VcE*sus。當(dāng)電壓Vcci設(shè)定為零時，調(diào)整VGE,使電流Ic在VcE飽和的條件下能達到規(guī)定值(圖12中的A點)。逐漸增加Vcci至電流Ic達到對應(yīng)于期望的VCEsu(圖12中的B點)。因此，周期開始時的電流可達到略高于規(guī)定電流Ic的值I?(圖12中的A'點)。GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖12集電極電流的運行軌跡電流Ic規(guī)定值的VcE期望值(圖12中的B點)。6.3.1.6要求——未使用鉗位單元時，如軌跡在B點附近有效地改變走向(如圖12所示),被測器件DUT符合6.3.1.7規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T.或結(jié)溫T;——集電極電流Ic——負(fù)載電感L(適用時);——柵極電阻器R?(如有);6.3.2.1目的電路圖如圖13所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.3.2.4注意事項6.3.2.5測量程序電壓Vce=VCEat。6.3.3.1自的6.3.3.2電路圖電路圖如圖14所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.3.3.3電路說明Vcc和VGc是電壓源。6.3.3.4測量程序設(shè)定溫度和集電極-發(fā)射極電壓VcE為規(guī)定值。增加?xùn)艠O-發(fā)射極電壓VGE至集電極電流Ic達到規(guī)定值。測量該電流下的柵極-發(fā)射極電壓。6.3.3.5規(guī)定條件——集電極-發(fā)射極電壓VcE;—集電極電流Ic。6.3.4集電極截止電流6.3.4.1目的在規(guī)定條件下，測量IGBT的集電極截止電流。6.3.4.2電路圖電路圖如圖15所示。圖15集電極截止電流測量電路6.3.4.3電路說明Vcc和VGc是電壓源。R?是電路保護電阻器。6.3.4.4測量程序如圖15所示，有兩種方法，即直流法和交流法。設(shè)定溫度為規(guī)定值。增加電壓Vce至達到其規(guī)定值。通過電流表或電流探頭讀出截止電流Ices6.3.4.5規(guī)定條件—環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T.或結(jié)溫T;GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007 集電極-發(fā)射極電壓VcF——對于ICER:連接在柵極端與發(fā)射極端間的電阻器R?;—-—對于Ices:柵極端與發(fā)射極端間短路；6.3.5柵極漏電流IcEs在集電極-發(fā)射極短路條件下，測量IGBT的柵極-發(fā)射極漏電流。電路圖如圖16所示。圖16柵極漏電流測量電路6.3.5.3電路說明6.3.5.4測量程序?qū)⒓姌O端與發(fā)射極端短路。設(shè)定柵極-發(fā)射極電壓為規(guī)定值。測量柵極-發(fā)射極漏電流。6.3.5.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T。或結(jié)溫T;;6.3.6輸入電容C在規(guī)定條件下，測量IGBT的輸入電容。6.3.6.2電路圖電路圖如圖17所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖17輸入電容測量電路6.3.6.3電路說明和要求CM是電容表。Vcc和Vcc是可調(diào)直流電源。電容器C?、C?對測量頻率呈現(xiàn)短路。電感器L?、L?用于消除直流電源對測量信號的影響，且滿足下列條件：其中，yie-—小信號共發(fā)射極短路輸入導(dǎo)納；yoe一—小信號共發(fā)射極短路輸出導(dǎo)納。6.3.6.4測量程序射極電壓VGE和集電極-發(fā)射極電壓Vcε為規(guī)定值。電容Ce能在電容表上讀出。6.3.6.5規(guī)定條件—--環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T.或結(jié)溫T;——集電極-發(fā)射極電壓VcE;——測量頻率f。6.3.7輸出電容Co6.3.7.1目的在規(guī)定條件下，測量IGBT的輸出電容。電路圖如圖18所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖18輸出電容測量電路6.3.7.3電路說明和要求CM是電容表。Vcc和Vcc是可調(diào)直流電源。電容器C?、C?對測量頻率呈現(xiàn)短路。電感器L?、L?用于消除直流電源對測量信號的影響，且滿足下列條件：6.3.7.4測量程序射極電壓VGE和集電極-發(fā)射極電壓Vcc為規(guī)定值。電容Cos能在電容表上讀出。6.3.7.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T.或結(jié)溫T;-—柵極-發(fā)射極電壓VGE;——測量頻率f。6.3.8反向傳輸電容C6.3.8.1目的在規(guī)定條件下，測量IGBT的反向傳輸電容。電路圖如圖19所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖19反向傳輸電容測量電路6.3.8.3電路說明和要求CM是電容表。Vcc和Vcc是可調(diào)直流電源。電容器C?、C?對測量頻率構(gòu)成充分的短路。電阻器R的值不應(yīng)太大。電感器L?和L?用于消除直流電源對測量信號的影響。6.3.8.4測量程序射極電壓VGE和集電極-發(fā)射極電壓Vce為規(guī)定值。電容Cres能在電容表上讀出。6.3.8.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T?；蚪Y(jié)溫T;;——集電極-發(fā)射極電壓VcE;——柵極-發(fā)射極電壓VcE;6.3.9柵極電荷Qc6.3.9.1目的在規(guī)定條件下，測量IGBT的柵極電荷。6.3.9.2電路圖和波形電路圖和波形分別如圖20和圖21所示。圖20柵極電荷測量電路GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖21柵極電荷基本波形6.3.9.3電路說明Vcc是電壓源。R?是電路保護電阻器。6.3.9.4測量程序在柵極施加恒定電流Ig至柵極-發(fā)射極電壓VGE達到其規(guī)定值。監(jiān)測零點to至t?時的集電極-發(fā)射極電壓VcE和柵極-發(fā)射極電壓VGE。柵極總電荷由式(2)計算：…………6.3.9.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T.或結(jié)溫T;;——集電極-發(fā)射極電壓VcE;-—to時的柵極-發(fā)射極電壓VGo和t?時的VGE。6.3.10柵極內(nèi)阻r在規(guī)定條件下，測量IGBT的柵極內(nèi)阻。6.3.10.2電路圖電路圖如圖22所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖22短路柵極內(nèi)阻測量電路6.3.10.3電路說明和要求為實現(xiàn)零位法，使用LCR表。在測量頻率下，C?應(yīng)遠大于Coes,wC?遠大于|yie|。電感器L、L?的阻抗應(yīng)足夠高，以便調(diào)整電橋進行補償。和wC6.3.10.4測量程序設(shè)定集電極-發(fā)射極電壓Vce和柵極-發(fā)射極電壓VGE為規(guī)定值。用LCR表的串聯(lián)電容/電阻模式測量柵極內(nèi)阻rg。6.3.10.5規(guī)定條件——環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T?；蚪Y(jié)溫T;;——集電極-發(fā)射極電壓VcE;—柵極-發(fā)射極電壓VGE-—測量頻率f。6.3.11開通期間的各時間間隔和開通能量Eo6.3.11.1目的6.3.11.2電路圖和波形電路圖和波形分別如圖23和圖24所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007圖23開通期間的各時間間隔和開通能量測量電路0.1VGE0.9IcM0.1cMtton圖24開通期間的電流、電壓波形6.3.11.3電路說明和要求D是電感器L的續(xù)流二極管。6.3.11.4測量程序開通和關(guān)斷被測器件DUT兩次，觀測其第二次開通。在第一個脈沖期間，集電極電流Ic達到其規(guī)定值。電感L應(yīng)足夠大，以保證集電極電流Ic在續(xù)流期間保持恒定。同時監(jiān)測集電極電流Ic、柵極-發(fā)射極電壓VGE和集電極-發(fā)射極電壓VcE。開通能量Eo為VcE×Ic×dt的積分。積分時間t:自柵極-發(fā)射極電壓VGE上升至其10%的時刻起，至規(guī)定的集電極-發(fā)射極電壓Vce低值(電源電壓Vcc的2%)的時刻止。開通耗散功率為開關(guān)頻率與由積分確定的單脈沖開通能量的乘積。6.3.11.5規(guī)定條件——被測器件DUT和續(xù)流二極管D的環(huán)境溫度Ta、管殼溫度T。或結(jié)溫T;;——電源電壓Vcc;——臨近第一次關(guān)斷前的集電極電流Icm;GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007 量Eoff。電路圖和波形分別如圖25和圖26所示。GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.3.12.3電路說明和要求D是電感器L的續(xù)流二極管。6.3.12.4測量程序發(fā)射極電壓VGE和集電極-發(fā)射極電壓VcE。關(guān)斷能量Eo為VcE×Ic×dt的積分。積分時間t;自柵極-發(fā)射極電壓VGE下降至其90%的時刻起，至規(guī)定的集電極電流Ic低值(關(guān)斷前Ic的2%)的時刻止。關(guān)斷耗散功率為開關(guān)頻率與由積分確定的單脈沖關(guān)斷能量的乘積。6.3.12.5規(guī)定條件———被測器件DUT和續(xù)流二極管D的環(huán)境溫度T?、管殼溫度T?；蚪Y(jié)溫T;—-電源電壓Vcc;——關(guān)斷前的集電極電流Icm;——關(guān)斷前的柵極-發(fā)射極電壓十VGE和關(guān)斷后的柵極-發(fā)射極電壓一VGE;6.3.13.1方法1(采用小電流的集電極-發(fā)射極電壓作為熱敏參數(shù))6.3.13.1.1目的測量IGBT的結(jié)-殼熱阻和(或)結(jié)-殼瞬態(tài)熱阻抗。測量分兩步進行：a)確定小測量電流下的集電極-發(fā)射極電壓溫度系數(shù)；b)測量被測器件DUT對內(nèi)部耗散功率階躍變化的響應(yīng)特性。6.3.13.1.2電路圖電路圖如圖27所示。圖27小測量電流Ic?下Vc隨溫度變化和大電流Ic加熱被測器件DUT的測量電路GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.3.13.1.3電路說明和要求電流源Icci提供集電極直流小電流Ici,Ic?恰好足以使集電極-發(fā)射極電壓Vce超過其飽和值。電子功率開關(guān)S提供疊加在Ic?之上的高值集電極電流Ica。切斷Ic?后，被測器件DUT返回到Ic?流通R?是測量電流的電阻器，可采用其他任何適當(dāng)?shù)碾娏魈筋^替代。6.3.13.1.4測量程序a)確定小測量電流Ic?下的集電極-發(fā)射極電壓VcE溫度系數(shù)αvcE(見圖28)T。圖28小測量電流Ic?下Vcc隨管殼溫度T.(外加熱，即T.=T,時)的典型變化將被測器件DUT置于加熱箱或惰性液體中，依次加熱至溫度T?和T?。測量前必須達到熱平衡。在溫度T?,對應(yīng)測量電流Ic?的集電極-發(fā)射極電壓為VcE?。在較高溫度T?,則為VcE?。溫度系數(shù)avcEayCE=(VCEI—VCE2)/(T?一Tb)測量被測器件DUT對內(nèi)部耗散功率階躍變化的響應(yīng)特性將被測器件DUT固定在適當(dāng)?shù)纳崞魃?。測量管殼溫度Ta。在溫度Ta,測量電流Ic?產(chǎn)生的集電極-發(fā)射極電壓VcE?。接通功率開關(guān)S,高值集電極電流Ic?流通。當(dāng)建立起熱平衡時，測量Te=恒定值=T?和Vcp=VcF?。這時，切斷Ic?,且緊接著測量對應(yīng)Ic?的集電極-發(fā)射極電壓VcEs。則在該瞬間有式(4)和式(5): (4)RthG-co=(T;一T?)/(VcE?×Ic?) (5)如要測定瞬態(tài)熱阻抗Zth(ie),則記錄切斷Ic?后的冷卻期間內(nèi)，在Ic?下的VcE和T。隨時間的變化。6.3.13.1.5規(guī)定條件——測量管殼溫度的基準(zhǔn)點。6.3.13.2方法2(采用柵極-發(fā)射極閾值電壓作為熱敏參數(shù))6.3.13.2.1目的測量IGBT的結(jié)-殼熱阻和(或)結(jié)-殼瞬態(tài)熱阻抗(方法2)。測量分兩步進行：a)確定小測量電流下的柵極-發(fā)射極電壓溫度系數(shù)Cr;b)測量被測器件DUT對內(nèi)部耗散功率階躍變化的響應(yīng)特性。GB/T29332—2012/IEC60747-9:20076.3.13.2.2電路圖電路圖如圖29所示。圖29熱阻和瞬態(tài)熱阻抗測量電路(方法2)6.3.13.2.3電路說明和要求S是電子功率開關(guān)。Icci是可調(diào)電流源，它在開關(guān)S斷開時提供使柵極-發(fā)射極電壓達到閾值電壓VGECct)的集電極直流小電流Ic?。Icc?是在開關(guān)S接通時提供高值集電極電流Ic?的可調(diào)電流源。電流Ic?應(yīng)足夠大，以使Ic=Ic+Ic?達到其額定值。D?、D?和D?是隔離二極管。V?和V?是直流電壓表。R是測量電流的電阻器，可采用其他任何適當(dāng)?shù)碾娏魈筋^替代。6.3.13.2.4測量程序a)確定小測量電流Ic?下的柵極-發(fā)射極電壓VGE(ctb)溫度系數(shù)C(見圖30)Ic=Ic?圖30小測量電流Ic?下VGE(m)隨管殼溫度T.(外加熱，即T.=T,時)的典型變化將被測器件DUT置于加熱箱或惰性液體中，依次加熱至溫度T?和T?(T?>T?)。測量前必須達到熱平衡。在溫度T?,測量電流Ic?下的柵極-發(fā)射極閾值電壓VGEc)?。在溫度T?,則為VGE(tb)?。溫度系數(shù)Cr由式(6)計算：CT=|(VGE(th)1一VGE(th)2)/(T?一T?)(V/K)…(6)b)測量被測器件DUT對內(nèi)部耗散功率階躍變化的響應(yīng)特性(見圖31)GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007T;=Te?十(VGE(th)?一VGE(tb)4)/CrRthG-e)=(T;一Ta)/(VcE×Ic?) (7) (8)IEC60747-1:2006的7.2適用。耐久性試驗從圖32～圖34中選擇。評估極限值的一些試驗方法見附錄A～附錄D。GB/T29332—2012/IEC60747-9:20077.2.2耐久性和可靠性試驗條件試驗條件和試驗電路如圖32～圖34所述。詳細規(guī)范將給出適用的試驗。接收判據(jù)測量條件規(guī)定的VcE規(guī)定的VGEVGE(th)規(guī)定的VcE和IoVCEsat規(guī)定的Ic規(guī)定的Ic注：USL——規(guī)范上限值；LSL——規(guī)范下限值。7.2.5.1.1工作條件電路圖如圖32所示。圖32高溫阻斷試驗電路GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007規(guī)定值的80%;7.2.5.3.1工作條件GB/T29332—2012/IEC60747-9:2007循環(huán)次數(shù)Pon推薦工作區(qū)te30K60K