IGBT模塊的測試簡介

根據(jù)測試條件和測試線路的不同，可將IGBT模塊的測試分為兩大類：一類是靜態(tài)參數(shù)測試，即在IGBT模塊結(jié)溫為25℃時進(jìn)行測試，此時IGBT工作在非開關(guān)狀態(tài)；另一類是動態(tài)參數(shù)測試，即在IGBT模塊結(jié)溫為125℃時進(jìn)行測試，此時IGBT工作在開關(guān)狀態(tài)。

1. 靜態(tài)參數(shù)測試

（1）柵-射極大漏電流IGES測試 ，該項(xiàng)測試在額定的G-E極電壓下進(jìn)行。測試時將G-E極短路。其測試原理如圖1a所示。通常情況下，Vdrive±20V。此時IGES+＜100nA，而IGES-＞-100nA.

（2）柵極閾值電壓VCEth測試在該項(xiàng)測試中，須將G-E極短路，測試原理如圖1b所示。從集電極注入一恒定的電流，此時因IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)，故不會有電流從C-E結(jié)間流過。G-E極間固有的電容開始充電，當(dāng)G-E結(jié)上電壓達(dá)到VGEth時，IGBT開始導(dǎo)通。此時，將有電流從C-E結(jié)流過，通過監(jiān)控該電流就能達(dá)到測試VGEth的目的。VGEth呈負(fù)溫度系數(shù)特性，經(jīng)過測試，其溫度系數(shù)為：-11mV/℃。例如，在25℃時，VGEth3V,到150℃時，VGEth只有1.63V。

（3）C-E極通態(tài)壓降VCEon測試即指在額定集電極電流Ie和額定G-E極電極VGE下的G-E極通態(tài)壓降。該參數(shù)是IGBT營業(yè)中的重要參數(shù)，其大小直接決定通態(tài)損耗的大小。測試原理圖見圖2a。

（4）續(xù)流二極管的正向壓降VEM測試即指IGBT模塊中與IGBT芯片反并的續(xù)流二極管的正向壓降。該值與IGBT模塊的關(guān)斷特性緊密相關(guān)，若VEM小，則IGBT關(guān)斷速度快，關(guān)斷損耗會減小，但守斷時IGBT上的過沖電壓尖峰較高；反之，則會造成關(guān)斷損耗增大。其測試原理如圖2b所示

（5）C-E極漏電流ICES測試進(jìn)行該項(xiàng)測試時，G-E極應(yīng)短路，在C-E極上加IGBT的額定電壓Ve set.測試原理圖見圖3a。

（6）G-E極阻斷電壓VCESBias測試進(jìn)行該項(xiàng)測試時，柵極和發(fā)射極應(yīng)短路。在的集電極電流值ICset下，集-射極上的小電壓即為VCESBias。通常情況下，Ie set1mA.測試電路見圖3b。

IGBT的阻斷電壓隨結(jié)溫的上升而上升。對于額定電壓為600V的IGBT，其VCESBias通常為25℃時的阻斷電壓，因?yàn)樗�隨溫度下降而降低，所以在-40℃時，額定電壓600V的IGBT模塊，其VCESBias≈550V。

2. 動態(tài)參數(shù)測試

（1）擎住電流LUT測試IGBT的縱向結(jié)構(gòu)為pnpn4層結(jié)構(gòu)，如果條件合適，踏能像晶閘管一樣擎住，此時IGBT的負(fù)載為阻性負(fù)載。通常情況下，集電極電壓VCC為額定電壓60%擎住電流為額定電流的兩倍。LUT測試的時序如圖4所示。通常測試系統(tǒng)的電流保護(hù)值Iprot設(shè)定為額定電流的3.5~4倍。

（2）能耗Eloss測試對于電路設(shè)計者來說，開關(guān)過程中元件內(nèi)部的能量損耗非常重要，藉此可以計算出開關(guān)損耗的平均值。進(jìn)行此項(xiàng)測試時，IGBT的負(fù)載為感性負(fù)載。總的開關(guān)損耗值由兩部分組成：①開通損耗Eon,其中包括與IGBT芯片反并續(xù)流二極管的反向恢復(fù)損耗；②關(guān)斷損耗Eoff,包括電流拖尾部分的損耗。IGBT開關(guān)損耗波形如圖5所示。

（3）反偏安全工作區(qū)（RBSOA）測試該項(xiàng)測試主要用于考核IGBT模塊關(guān)斷時工作在大電流和電壓下的工作能力。此時，IGBT的負(fù)載為感性負(fù)載，其測試原理圖和參考波形如圖6a所示。

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