IGBT作為大功率電子器件，應(yīng)用越來越廣泛，華科智源整理出IGBT靜態(tài)參數(shù)測(cè)試的參數(shù)，供選型使用。華科智源IGBT測(cè)試儀針對(duì)IGBT的測(cè)試，基本能涵蓋這些參數(shù)，廣泛用于新能源汽車，變頻器，逆變器，電源等行業(yè)。
下面介紹IGBT模塊的基本參數(shù)術(shù)語定義。
  1.電壓
  ·集電極-發(fā)射極阻斷電壓UCES：集電極一發(fā)射極間的電壓；柵極和發(fā)射極短路時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的電壓。
這時(shí)集電極電流很小，通常等于lCES。
  ·集電極-發(fā)射極擊穿電壓U(BR)CES：柵極和發(fā)射極短路，當(dāng)集電極的電流大幅上升時(shí)，集電極和發(fā)射極之間的電壓。
  ·集電極-發(fā)射極維持電壓UCES·sus。在特定的柵極-發(fā)射極控制下，集電極和發(fā)射極之間的電壓。這時(shí)集電極電流值非常高，對(duì)擊穿電壓相對(duì)不敏感。
  ·集電極-發(fā)射極飽和電壓UCESsat：在柵極和發(fā)射極之間加入一定的電壓，且集電極電流幾乎不受柵極-發(fā)射極電壓控制，這時(shí)在集電極和發(fā)射極之間的電壓。
  ·柵極-發(fā)射極之間的閾值電壓UCES(TO)：集電極電流有一個(gè)較小的特定值時(shí)，柵極和發(fā)射極之間的電壓。此時(shí)IGBT內(nèi)部MOSFET溝通開啟，允許一個(gè)很小的電流流過。
 
  2. 電流
  ·集電極電流IC，IC，non：通常稱作集電極電流或集電極電流。在數(shù)據(jù)手冊(cè)中也用來表示大連續(xù)集電極直流電流。
  ·重復(fù)峰值集電極電流ICRM:在時(shí)間t中(一般是1ms)大的重復(fù)電流。很多廠商ICRM的值是IC，non的兩倍。
  ·柵極-發(fā)射極漏電流IGES:發(fā)射極和集電極短路，在的柵-射電壓下，流入柵極的漏電流。
  ·集電極-發(fā)射極漏(截止)電流lCES：在的集-射電壓下，通常取額定阻斷電壓UCES，流入集電極的漏電流。
  ·拖尾電流ICZ：IGBT關(guān)斷過程中，拖尾時(shí)間tZ內(nèi)的集電極電流。
 
  3. 時(shí)間
  ·開通延時(shí)td(on)或者td：IGBT的柵極開啟電壓脈沖到集電極電流開始上升的時(shí)間間隔。通常以柵極電壓幅值的10%和集電極電流10%作為開通延時(shí)計(jì)算參考點(diǎn)。
  ·上升時(shí)間tr：通常指IGBT開通后，集電極電流從大值的10%上升到90%的時(shí)間間隔。
  ·開通時(shí)間ton：td(on)和tr之和，如圖1所示。

圖1 開通時(shí)間

 
  ·關(guān)斷延時(shí)td(off或ts：維持IGBT導(dǎo)通的柵極電壓脈沖的末端時(shí)刻到集電極電流開始下降的間隔。在這段時(shí)間內(nèi)，IGBT進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)。一般情況下，以柵極電壓幅值的90%和集電極電流的90%作為關(guān)斷延時(shí)計(jì)算的參考點(diǎn)。
  ·下降時(shí)間tf：一般指集電極電流從大值的90%下降到10%的時(shí)間。如果集電極電流90%的值到10%的值不是一條直線，則做一條下降電流曲線的切線，在切線上讀取集電極電流的10%。
  ·關(guān)斷時(shí)間toff：td(off)和tf之和，如圖2所示。
  ·拖尾時(shí)間tz：關(guān)斷時(shí)間toff的末端到集電極電流下降到其大值2%時(shí)的時(shí)間間隔。

圖2 關(guān)斷時(shí)間

 
  4. 溫度
  ·等效結(jié)溫Tvj:功率半導(dǎo)體的PN結(jié)溫度。雖然半導(dǎo)體的結(jié)溫?zé)o法直接測(cè)量，但是可以通過間接的測(cè)量手段獲得結(jié)溫，通常用等效結(jié)溫表示。對(duì)于IGBT來說，結(jié)溫Tvj并不是指某個(gè)特定PN結(jié)的溫度，也不是PN結(jié)中某一特定區(qū)域的溫度。簡(jiǎn)單來說，結(jié)溫描述了半導(dǎo)體內(nèi)溫度的空間分布。由于工作條件不同，不同部位的溫度梯度各不相同。有些部位的電壓和電流的乘積大，換句話說耗散功率大。圖3給出了IGBT內(nèi)典型的等效電阻，這些電阻導(dǎo)致功率損耗。這也表明，損耗不僅僅只發(fā)生在PN結(jié)處。當(dāng)IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，Rj1是導(dǎo)致主要損耗的電阻。

圖3 IGBT內(nèi)典型的等效電阻

 
  ·大結(jié)溫Tvj，max：半導(dǎo)體器件通過直流電流時(shí)所允許的大結(jié)溫。該溫度幾乎與實(shí)際應(yīng)用散熱設(shè)計(jì)無關(guān)。
  ·工作結(jié)溫Tvj,op：半導(dǎo)體器件處于開關(guān)工作狀態(tài)時(shí)的溫度范圍，用于散熱設(shè)計(jì)和壽命計(jì)算。
  
  5. 能量
  ·開通能量Eon：?jiǎn)蝹€(gè)集電極電流脈沖開通時(shí)IGBT產(chǎn)生的能耗。定義Eon的時(shí)間跨度為tEon，如圖4所示，它從IC上升到正常值的10%開始，UCE下降到正常值的2%時(shí)結(jié)束。Eon可由下式定義：

    (1)

  在實(shí)際操作中，可用一個(gè)數(shù)字示波器來測(cè)定Eon，示波器可以跟蹤并記錄UCE(t)和iC(t)的數(shù)值，然后利用上述數(shù)學(xué)公式對(duì)兩者的乘積進(jìn)行積分，積分結(jié)果的大值就是開通能量Eon。另外，可以把數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，然后再進(jìn)行數(shù)學(xué)分析

圖4 定義開通能量的時(shí)間跨度

 
  ·關(guān)斷能量Eoff：?jiǎn)蝹€(gè)集電極電流脈沖關(guān)斷時(shí)IGBT產(chǎn)生的能耗。定義Eoff的時(shí)間跨度為tEoff，如圖5所示，它從UCE上升到正常值的10%開始，IC下降到正常值的2%時(shí)結(jié)束。Eoff可以由下式定義：

    (2)

  在實(shí)際操作中，Eoff可由數(shù)字示波器測(cè)定。示波器可以跟蹤并記錄uCE(1)和iC(t)，然后利用上述公式對(duì)兩者的乘積進(jìn)行積分。積分結(jié)果的大值就是關(guān)斷能量Eoff。另外，可以把數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，然后再進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。
     
    華科智源針對(duì)IGBT測(cè)試，開發(fā)了IGBT測(cè)試儀，可以測(cè)試IGBT靜態(tài)參數(shù)，包括集電極-發(fā)射極阻斷電壓UCES：集電極一發(fā)射極間的電壓；集電極-發(fā)射極擊穿電壓U(BR)CES；集電極-發(fā)射極維持電壓UCES·sus；集電極-發(fā)射極飽和電壓UCESsat；柵極-發(fā)射極之間的閾值電壓UCES(TO)；集電極電流IC，IC，non；重復(fù)峰值集電極電流ICRM；柵極-發(fā)射極漏電流IGES；集電極-發(fā)射極漏(截止)電流lCES：
    以及相應(yīng)的可靠性測(cè)試設(shè)備，動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試儀，功率循環(huán)測(cè)試儀，高溫反偏測(cè)試儀等；