IGBT e desenvolvimento de aplicações

O IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) é o dispositivo central de controle de potência e conversão de potência.Trata-se de um dispositivo semicondutor de potência totalmente controlado por tensão composto por BJT (Bipolar Transistor) e MOS (Isolated Gate Field Effect Transistor). , tem as características de alta impedância de entrada, baixa queda de tensão de condução, características de comutação de alta velocidade e baixa perda de estado de condução,e ocupa uma posição dominante em aplicações de alta frequência e média potência.

Aparência do módulo IGBT

Estrutura IGBT e diagrama de circuito equivalente

Atualmente, o IGBT é capaz de cobrir a faixa de tensão de 600V a 6500V, e as suas aplicações abrangem uma série de campos, desde fontes de alimentação industriais, conversores de frequência, veículos de novas energias,geração de energia nova para o trânsito ferroviário, e da rede nacional.

Principais parâmetros de ensaio dos dispositivos semicondutores de potência IGBT

Nos últimos anos, o IGBT tornou-se um dispositivo eletrônico de potência particularmente atraente no campo da eletrônica de potência e tem sido cada vez mais amplamente utilizado,Então o teste do IGBT tornou-se particularmente importanteO teste de lGBT inclui teste de parâmetro estático, teste de parâmetro dinâmico, ciclo de energia, teste de confiabilidade HTRB, etc. O teste mais básico nestes testes é o teste de parâmetro estático.

Os parâmetros estáticos do IGBT incluem principalmente: tensão de limiar porta-emitente VGE ((th), correntes de vazamento porta-emitente lGE, correntes de corte colector-emitente lCE, tensão de saturação colector-emitente VcE ((sat),Diodo de queda de tensão de roda livre VF, capacitor de entrada Ciss, capacitor de saída Coss e capacitor de transferência reversa Crsso apenas quando os parâmetros estáticos do IGBT não tiverem qualquer problema,Os parâmetros dinâmicos (tempo de, perda de comutação, recuperação inversa do diodo de rotação livre) ser realizada. , ciclo de potência e fiabilidade do HTRB são testados.

Dificuldades no ensaio de dispositivos semicondutores de potência IGBT

O IGBT é um dispositivo de energia semicondutor composto totalmente controlado por tensão, composto por BJT (transistor bipolar) e MOS (transistor de efeito de campo de porta isolada),que tem as vantagens de uma elevada impedância de entrada e uma baixa queda de tensão de condução; ao mesmo tempo, o chip IGBT é um chip eletrônico de potência, que precisa de funcionar no ambiente de alta corrente, alta tensão e alta frequência,e tem elevados requisitos sobre a confiabilidade do chipIsto traz certas dificuldades para os testes IGBT:

1. O IGBT é um dispositivo de várias portas, que requer que vários instrumentos sejam testados em conjunto;

2Quanto menor a corrente de fuga do IGBT, melhor e mais preciso é o equipamento necessário para os ensaios;

3. A capacidade de saída de corrente do IGBT é muito forte, e é necessário injetar rapidamente uma corrente de 1000A durante o teste e completar a amostragem da queda de tensão;

4A tensão de resistência do lGBT é elevada, variando geralmente de vários milhares a dez milhares de volts,e o instrumento de medição deve ter capacidade de saída de alta tensão e de ensaio de corrente de vazamento de nível nA sob alta tensão;

5Uma vez que o IGBT funciona sob forte corrente, o efeito de auto-aquecimento é óbvio, e é fácil fazer com que o dispositivo queime em casos graves.É necessário fornecer um sinal de pulso de corrente a nível dos EUA para reduzir o efeito de autoaquecimento do dispositivo;

6A capacidade de entrada e saída tem uma grande influência no desempenho de comutação do dispositivo.Portanto, os testes C-V são muito necessários..

Solução de ensaio do parâmetro estático do dispositivo semicondutor de potência IGBT de precisão

O sistema de teste de parâmetros estáticos do dispositivo de potência IGBT precisa integra múltiplas funções de medição e análise e pode medir com precisão os parâmetros estáticos dos dispositivos de semicondutores de potência IGBT.Suporte à medição da capacidade de junção do dispositivo de alimentação no modo de alta tensão, como a capacidade de entrada, a capacidade de saída, a capacidade de transmissão reversa, etc.

Sistema de ensaio IGBT

A configuração do sistema de ensaio de parâmetros estáticos do dispositivo de alimentação IGBT é composta por uma variedade de módulos de unidade de medição.A concepção modular do sistema pode facilitar grandemente aos utilizadores a adição ou actualização de módulos de medição para se adaptarem às necessidades em constante mudança dos dispositivos de medição de potência..

Vantagens do sistema "double high"

- Alta tensão, alta corrente

Com capacidade de medição/saída de alta tensão, tensão até 3500 V (expandibilidade máxima para 10 kV)

Com grande capacidade de medição/saída de corrente, corrente até 4000 A (múltiplos módulos em paralelo)

- medição de alta precisão

nA nível de corrente de fuga, μΩ nível de resistência

0.1% de precisão de medição

-Configuração modular

Uma variedade de unidades de medição pode ser configurada de forma flexível de acordo com as necessidades reais de teste O sistema reserva espaço de atualização e as unidades de medição podem ser adicionadas ou atualizadas posteriormente

- Alta eficiência dos ensaios

Matriz de interruptores integrada, circuitos de interrupção automática e unidades de medição de acordo com os elementos de ensaio

Apoio ao ensaio de uma única chave de todos os indicadores normalizados nacionais

- Boa escalabilidade

Suporte a testes de temperatura normal e alta temperatura, personalização flexível de vários acessórios

Composição do sistema "cubo mágico"

O sistema de ensaio de parâmetros estáticos do dispositivo de alimentação IGBT de precisão é constituído principalmente por instrumentos de ensaio, software do computador anfitrião, computador, interruptor de matriz, luminárias, linhas de sinal de alta tensão e alta corrente,etc.Todo o sistema adota o sistema de ensaio estático desenvolvido de forma independente pela Proceed, com unidades de medição integradas de vários níveis de tensão e corrente.Combinado com o software de computador hospedeiro auto-desenvolvido para controlar o hospedeiro de teste, podem ser selecionados diferentes níveis de tensão e corrente de acordo com as necessidades do projecto de ensaio para satisfazer diferentes requisitos de ensaio.

A unidade de medição do sistema host inclui principalmente o medidor de fonte de pulso de alta precisão da série Precise P, a fonte de alimentação de pulso de alta corrente da série HCPL,Unidade de medição de fonte de alta tensão da série E, unidade de medição C-V, etc. Entre eles, a unidade de medição de fonte de pulso de escritório de alta precisão da série P é usada para condução e teste de portões,e suportar uma saída de pulso e testes de 30 V@10 A no máximoA série HCPL de alimentação por pulso de alta corrente é utilizada para testes de corrente entre colectores e emissores e diodos de rotação livre.amostragem de tensão incorporada, um único dispositivo suporta uma saída de corrente de pulso máxima de 1000 A; a unidade de ensaio de fonte de alta tensão da série E é utilizada para ensaios de tensão e corrente de fuga entre o colector e o emissor,e suporta uma tensão máxima de saída de 3500VAs unidades de medição da tensão e da corrente do sistema adotam um projeto de vários intervalos com uma precisão de 0,1%.

Ponto de ensaio "uma chave" do índice completo da norma nacional

A Precise pode agora fornecer um método de teste completo para os parâmetros do chip e do módulo IGBT e pode facilmente realizar o teste dos parâmetros estáticos l-V e C-V e, finalmente, produzir o relatório da Ficha de Dados do produto.Estes métodos são igualmente aplicáveis aos dispositivos de potência de semicondutores de banda larga SiC e GaN.

Solução de dispositivo de ensaio estático IGBT

Para produtos IGBT com diferentes tipos de embalagens no mercado, a Precise fornece um conjunto completo de soluções de luminárias, que podem ser utilizadas para testes de tubos simples,Modulos semiponteiros e outros produtos.

Resumo

Guiada por pesquisa e desenvolvimento independentes, a Precise tem estado profundamente envolvida no campo dos testes de semicondutores e acumulou uma rica experiência em testes IV.Lançou sucessivamente medidores de fonte de CC, unidades de medição de fontes de pulso, medidores de fontes de pulso de alta corrente, unidades de ensaio de fontes de alta tensão e outros equipamentos de ensaio, que são amplamente utilizados.Laboratórios, novas energias, energia fotovoltaica, energia eólica, transporte ferroviário, inversores e outros cenários.