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IGBT与三代半导体SiC双脉冲测试方案

近年来,基于SiC和Gan的第三代半导体技术蓬勃发展,其相应的分立器件性能测试需求也随之而来。其高dv/dt和di/dt给性能测试带来了许多困难。泰克的TIVP系列光隔离探头以其优越的160dB共模抑制比、超低的前端电容、丰富的连接方式和方便的AFG31000双脉冲输出功能,加快了三代半导体测试过程。


三代半导体具有光伏、风电、特高压传输、储能、新能源汽车等广泛的应用市场,具有宽禁带、低驱动电压、低开关损耗等特点。


三代半导体作为一种重要的开关设备,也延续了IGBT测试过程中需要考虑的重要参数,如开关、导电、关闭时的电压、电流和损耗。除上下管VGS测试外,最重要的是双脉冲测试,主要用于测量开启、关闭、反向恢复等。


双脉冲试验中不同部件的工作状态:


在负载电感器中建立电流,最大值达到所需电流值。


IGBT与三代半导体SiC双脉冲测试方案


关闭,在diode中产生与电感电流一致的电流,从而反映为电流零位。


窄脉冲,由于diode的恢复,会在起始位置引起电流过冲,从而产生尖峰。


在测试过程中,Gate驱动电压需要两个连续脉宽可调的脉冲串。驱动模块一般需要专门设计,编辑设计相应的功能,成本高,参数修改操作繁琐复杂。或者使用AFG和隔离驱动电路,但传统的AFG基本功能智能生成脉宽不变的脉冲串,需要通过计算机软件编辑实现参数可调的脉冲串。泰克AFG31000完美解决了上述问题,开创性地将双脉冲编辑器嵌入仪器中,方便快捷地设置和调整双脉冲参数。


在完成驱动电压的双脉冲设置后,测量VGS。由于SiC单管的VDS电压高达800V,上管的浮地电压非常高。由于Gate电压通常在十几V左右,对差分探头的共模抑制比要求很高。


若100V共模电压,20d模抑制比为100mHz。


100V除以10a10Veror。


光隔离提供120dB(1M:1)共模抑制比。


除1ma100uveror外,100V。


泰克TIVP系列光隔离探头具有优异的共模抑制比,高达160dB,即使在100m的测试频率下,也能稳定在120dB,即使在10000:1的测试频率下,也能稳定在120dB。


输入电容器3pf。


共模电压>±60KV。


测量范围为3.3KV(需添加相应的衰减连接器)


TIVP探头与LeCroyDA1855A共模抑制相比。


TPP100是下管电压试验,与几种常见的VGS试验相比,光隔离塔头的振铃和畸变要小得多。


除VGS和VDS电压外,双脉冲测试还需要IDS。


对于基于SiC和Gan的三代半导体设备,Di/DT可能高达数十千A/US,对电流探头的带宽有了新的要求。由于需要测试开关的整个动态响应过程,需要从DC到测量带宽的电流探头。Shunt试验方法可以实现高试验带宽,但由于共模电压高,泰克光隔离探头的出现完美地解决了类似的问题。


对比Shunt和罗氏线圈测试。


此外,由于开关速度超高,反映在信号上,信号更快,带宽要求更高,探头和DUT之间的连接更高。


不同电缆长度对试验结果的影响。


泰克光隔离探头采用MMCX接口连接器,可最大限度地降低连接引入的噪声,还原最真实的测量结果。

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