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IGBT功率器件参数测试

发布时间:2023-03-21   点击次数:228次

IGBT功率器件参数测试

前言


IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由(Bipolar Junction Transistor,BJT)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(Metal Oxide Semiconductor,MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管(Giant Transistor,GTR)的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。


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,非常适合高电压和高电流的光伏逆变器、储能装置和新能源汽车等电力电子应用。




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在新能源汽车中,最有提升空间的当属电机驱动部分,而电机驱动部分最核心的元件 IGBT。从成本来说,IGBT 占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,并且决定了整车的能源效率。为了获得更高的耐压,更大的电流和高可靠性,通常会将多个 IGBT 器件级联成模块来使用,价格也更加昂贵。


对于 IGBT 的下一代 SiC(碳化硅)宽禁带功率器件来说,具有高转换效率,高工作频率,高使用环境温度。但是目前限制 SiC 应用主要是两方面,一是价格,其价格是传统 Si 型 IGBT 的7倍;其次是电磁干扰;SiC 的开关频率远高于传统 Si 型 IGBT,电路回路寄生参数已经大到无法忽略,需要额外注意 EMI 问题。例外 SiC 的产能也非常有限,国外也是刚开始大规模进行6英寸 SiC 晶圆的投产,未来的主要应用还是 IGBT 功率器件。


IGBT功率器件主要测试参数:


>>> 静态参数主要是指本身固有的,与其工作条件无关的相关参数,相关参数主要有:栅极-发射极漏电流IGES、栅极-发射极阈值电压VGE(th)、集电极-发射极饱和电压VCE(sat)、压降VF、反向击穿电压VR、门极-发射极间电压ICES。




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面对 IGBT 功率器件高压、高流的测试要求,西安易恩电气可以提供EN-3020C IGBT静态参数测试系统,可实现IGBT、二极管静态全参数测试。




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>>> 动态参数是指开关过程中的相关参数,这些参数会随着开关条件如电压,工作电流,驱动电压,驱动电阻等的改变而变化,相关参数有栅极电荷,导通延迟时间、上升时间、关断延迟时间、下降时间、开通损耗、关断损耗、反向恢复电流、反向恢复时间以及反向恢复能量、短路特性等。




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面对 IGBT 功率器件高压、高流的测试要求,西安易恩电气可以提供EN-6500A IGBT动态参数测试系统,可实现IGBT、二极管动态全参数测试。




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>>> 高温测试功能:

IGBT功率器件广泛应用于众多产品中,包括重型设备、高铁和汽车等。显然,所有这些产品都必须具有的可靠性,并且能够在恶劣的环境条件下正常使用。其高温工作性能尤为重要,因为设备必须保证能够在高温 (器件处于热辐射设备附近) 下正常使用。


EN-3020C和EN-6500A 能够应对所有这些IGBT功率器件温度测试挑战,配套全自动测试夹具,可以实现高温,常温测试。


温度范围:室温~200℃,分辨率0.1℃;

控制精度:±1℃;

加热时间:≤20min。

工作噪声:<75dB;




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