IGBT参数测试.doc

IGBT 参数检测仪根据测试条件和测试线路的不同，可将IGBT模块的测试分为两大类:一类是静态参数测试，即在IGBT模块结温为时进行测试，此时IGBT工作在非开关状态；另一类是动态参数测试，即在IGBT模块结温为时进行测试，此时IGBT工作在开关状态。一、静态参数的测试1. 栅极一发射极阀值电压的测试在规定条件下，测量栅极发射极阀值电压，测试电路原理图如图1所示图1 测试电路电路说明和要求:Gl、G2:可调直流电压源;Vl、V2:直流电压表;A:直流电流表;DUT:被测量的IGBT(下同)。测量程序:调解电压源G2至规定的集电极发射极电压(15V);调节电压源Gl，从零开始逐渐增加栅极一发射极间的电压。当电流表A显示出规定的集电极电流值()时，电压表Vl的显示值即为被测器件的栅极一发射极阀值电压。2. 集电极发射极截止电流的测试在规定条件下，测量器件的栅极发射极短路时集电极发射极截止电流，原理电路如图2所示。图2 测试电路电路要求和说明:G:可调直流电压源;V:高阻抗直流电压表;A:直流电流表;R:限流电阻器。测量程序:调节电压源G，从零开始逐渐增加集电极发射极间的电压到电压表V显示出规定的值(10V)，从电流表A读出集电极发射极截止电流。3. 栅极发射极漏电流的测试在规定条件下，测量器件在集电极发射极短路条件下栅极发射极漏电流，原理图如图3所示。图3 电路说明和要求:G:可调直流电压表;Vl，V2:直流电压表;R:测量电阻器。这时栅极一发射极漏电流为: 。测量程序:调节电压源G，使栅极一发射极电压Vl到规定值(20V)。从V2读出V2，则栅极一发射极漏电流为V2/R。4. 集电极一发射极饱和电压的测试在规定条件下，测量器件在集电极一发射极饱和电压，原理图如图6一5所示。电路说明和要求:G1:可调直流电压表;G2:可调直流电压表;V1,V2:直流电压表;A:直流电流表;R:集电极负载电阻器;测量程序:调节电压源Gl，使器件栅极一发射极间的电压达到规定值(15V)。调节电流源G2，使器件集电极电流到规定值(12A)。这时电压表V2读数即为所测得集电极-发射极饱和电压。5. 集电极发射极通态压降测试即指在额定集电极电流和额定GE电压下的集电极发射极通态压降。该参数是IGBT应用中的重要参数，其大小直接决定通态损耗的大小。测试原理图见图5a。6 续流二极管的正向压降测试即指IGBT模块中与IGBT芯片反并的续流二极管的正向压降。该值与IGBT模块的关断特性紧密相关，若小，则IGBT关断速度快，关断损耗会减小，但是关断时IGBT上的过冲电压尖峰较高；反之，则会造成关断损耗增大。其测试原理如图5b所示。二、动态参数测试1 擎住电流LUT测试IGBT结构为pnpn 4层结构，如果条件合适，它能像晶闸管一样擎住，此时IGBT的负载为阻性负载。通常情况下，集电极电压为额定电压的60%，擎住电流为额定电流的两倍。LUT测试的时序图如图6所示。通常测试系统的电流保护值设定为额定电流的354倍。2 能耗测试对于电路设计者来说，开关过程中元件内部的能量损耗非常重要，籍此可计算出开关损耗的平均值。进行此项测试时，IGBT负载为感性负载。总的开关损耗值由两部分组成：开通损耗，其中包括与IGBT芯片反并续流二极管的反向恢复损耗；关断损耗，包括电流拖尾部分的损耗。IGBT开关损耗波形如图7所示。3. 反偏安全工作区(RBSOA)测试该项测试主要用于考核IGBT模块关断时工作在最大电流和电压下的工作能力。此时，IGBT的负载为感性负载，其测试原理图和参考波形如