IGBT y su desarrollo de aplicaciones
IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) es el dispositivo central de control de energía y conversión de energía.Se trata de un dispositivo semiconductor de potencia totalmente controlado por voltaje compuesto por BJT (transistor bipolar) y MOS (transistor de efecto de campo de puerta aislada). , tiene las características de alta impedancia de entrada, baja caída de voltaje de conducción, características de conmutación de alta velocidad y baja pérdida de estado de conducción,y ocupa una posición dominante en aplicaciones de alta frecuencia y potencia media.
Apariencia del módulo IGBT
Estructura IGBT y diagrama de circuito equivalente
En la actualidad, el IGBT ha podido cubrir el rango de voltaje de 600V a 6500V, y sus aplicaciones abarcan una serie de campos desde fuentes de alimentación industriales, convertidores de frecuencia, vehículos de nueva energía,generación de energía de nuevas energías para el tránsito ferroviario, y la red nacional.
Parámetros de ensayo principales de los dispositivos semiconductores de potencia IGBT
En los últimos años, el IGBT se ha convertido en un dispositivo electrónico de potencia particularmente llamativo en el campo de la electrónica de potencia, y se ha utilizado cada vez más ampliamente,Así que la prueba de IGBT se ha vuelto particularmente importanteLa prueba de lGBT incluye la prueba de parámetros estáticos, la prueba de parámetros dinámicos, el ciclo de potencia, la prueba de confiabilidad HTRB, etc. La prueba más básica en estas pruebas es la prueba de parámetros estáticos.
Los parámetros estáticos de IGBT incluyen principalmente: voltaje umbral de puerta-emitidor VGE ((th), corriente de fuga de puerta-emitidor lGE, corriente de corte de colector-emitidor lCE, voltaje de saturación de colector-emitidor VcE ((sat),la caída de voltaje del diodo con rueda libre VF, el condensador de entrada Ciss, el condensador de salida Coss y el condensador de transferencia inversa Crsso solo cuando se garantice que los parámetros estáticos del IGBT no presentan ningún problema,Los parámetros dinámicos (tiempo de cambio), pérdida de conmutación, recuperación inversa del diodo de rueda libre). , el ciclo de potencia y la fiabilidad del HTRB se prueban.
Dificultades en el ensayo de dispositivos de semiconductores de potencia IGBT
IGBT es un dispositivo semiconductor de potencia de voltaje totalmente controlado compuesto compuesto por BJT (transistor bipolar) y MOS (transistor aislado de efecto de campo de puerta),que tiene las ventajas de una alta impedancia de entrada y una baja caída de voltaje de conducción; al mismo tiempo el chip IGBT es un chip electrónico de potencia, que necesita trabajar en el entorno de alta corriente, alto voltaje y alta frecuencia,y tiene altos requisitos sobre la fiabilidad del chipEsto trae ciertas dificultades a las pruebas IGBT:
1. El IGBT es un dispositivo de puertos múltiples, que requiere que varios instrumentos sean probados juntos;
2. Cuanto menor sea la corriente de fuga del IGBT, mejor y de alta precisión se requiere equipo para el ensayo;
3. La capacidad de salida de corriente del IGBT es muy fuerte, y es necesario inyectar rápidamente una corriente de 1000A durante el ensayo y completar el muestreo de la caída de voltaje;
4La tensión de resistencia de las lGBT es alta, generalmente de varios miles a diez mil voltios,y se requiere que el instrumento de medición tenga la capacidad de ensayo de corriente de salida de alto voltaje y de fuga de nivel nA bajo alto voltaje.;
5Dado que el IGBT funciona bajo una corriente fuerte, el efecto de autocalentamiento es obvio, y es fácil causar que el dispositivo se queme en casos graves.Es necesario proporcionar una señal de pulso de corriente a nivel estadounidense para reducir el efecto de autocalentamiento del dispositivo.;
6La capacidad de entrada y salida tiene una gran influencia en el rendimiento de conmutación del dispositivo.Así que las pruebas de C-V son muy necesarias.
Solución de ensayo de parámetros estáticos del dispositivo semiconductor de potencia IGBT de precisión
El sistema de prueba de parámetros estáticos del dispositivo de potencia IGBT precisa integra múltiples funciones de medición y análisis y puede medir con precisión los parámetros estáticos de los dispositivos de semiconductores de potencia IGBT.Apoyar la medición de la capacidad de conexión del dispositivo de alimentación en modo de alto voltaje, como la capacidad de entrada, la capacidad de salida, la capacidad de transmisión inversa, etc.
Sistema de ensayo IGBT
La configuración del sistema de ensayo de parámetros estáticos del dispositivo de alimentación IGBT de precisión está compuesta por una variedad de módulos de unidades de medida.El diseño modular del sistema puede facilitar en gran medida a los usuarios añadir o actualizar módulos de medición para adaptarse a las necesidades en constante cambio de los dispositivos de medición de potencia..
Ventajas del sistema "doble alto"
- alto voltaje, alta corriente
Con capacidad de medición/salida de alta tensión, tensión de hasta 3500 V (extensión máxima a 10 kV)
Con capacidad de medición/salida de corriente grande, corriente de hasta 4000 A (múltiples módulos en paralelo)
- medición de alta precisión
nA nivel de corriente de fuga, μΩ nivel de resistencia
0.1% de precisión de medición
-Configuración modular
Una variedad de unidades de medición se pueden configurar de forma flexible de acuerdo con las necesidades reales de prueba El sistema reserva espacio para actualizar, y las unidades de medición se pueden agregar o actualizar más tarde
- Alta eficacia de las pruebas
Matriz de interruptores integrada, circuitos de interruptores automáticos y unidades de medición según los elementos de ensayo
Apoyar el ensayo de una sola llave de todos los indicadores de las normas nacionales
- Buena escalabilidad
Soporte de pruebas de temperatura normal y alta temperatura, personalización flexible de varios accesorios
Composición del sistema "cubo mágico"
El sistema de ensayo de parámetros estáticos del dispositivo de alimentación IGBT de precisión se compone principalmente de instrumentos de ensayo, software de ordenador host, ordenador, interruptor de matriz, accesorios, líneas de señal de alto voltaje y alta corriente,etc.Todo el sistema adopta el sistema de ensayo estático desarrollado independientemente por Proceed, con unidades de medición integradas de varios niveles de voltaje y corriente.Combinado con el software de ordenador host desarrollado por el mismo para controlar el host de prueba, se pueden seleccionar diferentes niveles de voltaje y corriente de acuerdo con las necesidades del proyecto de ensayo para satisfacer diferentes requisitos de ensayo.
La unidad de medición del sistema host incluye principalmente el medidor de fuente de pulso de escritorio de alta precisión de la serie Precise P, la fuente de alimentación de pulso de alta corriente de la serie HCPL,Unidad de medición de fuentes de alta tensión de la serie EEntre ellos, la unidad de medición de fuente de pulso de escritorio de alta precisión de la serie P se utiliza para conducir y probar puertas,y soporta una salida de pulso y pruebas de 30V@10A como máximoLa fuente de alimentación de pulso de alta corriente de la serie HCPL se utiliza para ensayos de corriente entre colectores y emisores y diodos de rueda libre.muestreo de voltaje incorporado, un solo dispositivo soporta una salida de corriente de pulso máxima de 1000 A; la unidad de ensayo de la fuente de alta tensión de la serie E se utiliza para ensayar la tensión y la corriente de fuga entre el colector y el emisor,y soporta un voltaje máximo de salida de 3500VLas unidades de medición de voltaje y corriente del sistema adoptan un diseño de varios rangos con una precisión del 0,1%.
Punto de ensayo de "una sola clave" del índice completo de la norma nacional
Precise ahora puede proporcionar un método de prueba completo para los parámetros del chip IGBT y el módulo, y puede realizar fácilmente la prueba de los parámetros estáticos l-V y C-V, y finalmente emitir el informe de la hoja de datos del producto.Estos métodos son igualmente aplicables a los semiconductores de banda ancha SiC y GaN dispositivos de potencia.
Solución para el equipo de ensayo estático IGBT
Para los productos IGBT con diferentes tipos de envases en el mercado, Precise proporciona un conjunto completo de soluciones de accesorios, que pueden utilizarse para probar TO de tubo único,Modulos de medio puente y otros productos.
Resumen
Guiada por investigación y desarrollo independientes, Precise ha estado profundamente involucrada en el campo de las pruebas de semiconductores y ha acumulado una rica experiencia en pruebas IV.Ha lanzado sucesivamente medidores de fuente de CC, unidades de medición de fuentes de pulso, medidores de fuentes de pulso de alta corriente, unidades de ensayo de fuentes de alto voltaje y otros equipos de ensayo, que se utilizan ampliamente.Laboratorios, nuevas energías, energía fotovoltaica, energía eólica, transporte ferroviario, inversores y otros escenarios.
IGBT y su desarrollo de aplicaciones
IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) es el dispositivo central de control de energía y conversión de energía.Se trata de un dispositivo semiconductor de potencia totalmente controlado por voltaje compuesto por BJT (transistor bipolar) y MOS (transistor de efecto de campo de puerta aislada). , tiene las características de alta impedancia de entrada, baja caída de voltaje de conducción, características de conmutación de alta velocidad y baja pérdida de estado de conducción,y ocupa una posición dominante en aplicaciones de alta frecuencia y potencia media.
Apariencia del módulo IGBT
Estructura IGBT y diagrama de circuito equivalente
En la actualidad, el IGBT ha podido cubrir el rango de voltaje de 600V a 6500V, y sus aplicaciones abarcan una serie de campos desde fuentes de alimentación industriales, convertidores de frecuencia, vehículos de nueva energía,generación de energía de nuevas energías para el tránsito ferroviario, y la red nacional.
Parámetros de ensayo principales de los dispositivos semiconductores de potencia IGBT
En los últimos años, el IGBT se ha convertido en un dispositivo electrónico de potencia particularmente llamativo en el campo de la electrónica de potencia, y se ha utilizado cada vez más ampliamente,Así que la prueba de IGBT se ha vuelto particularmente importanteLa prueba de lGBT incluye la prueba de parámetros estáticos, la prueba de parámetros dinámicos, el ciclo de potencia, la prueba de confiabilidad HTRB, etc. La prueba más básica en estas pruebas es la prueba de parámetros estáticos.
Los parámetros estáticos de IGBT incluyen principalmente: voltaje umbral de puerta-emitidor VGE ((th), corriente de fuga de puerta-emitidor lGE, corriente de corte de colector-emitidor lCE, voltaje de saturación de colector-emitidor VcE ((sat),la caída de voltaje del diodo con rueda libre VF, el condensador de entrada Ciss, el condensador de salida Coss y el condensador de transferencia inversa Crsso solo cuando se garantice que los parámetros estáticos del IGBT no presentan ningún problema,Los parámetros dinámicos (tiempo de cambio), pérdida de conmutación, recuperación inversa del diodo de rueda libre). , el ciclo de potencia y la fiabilidad del HTRB se prueban.
Dificultades en el ensayo de dispositivos de semiconductores de potencia IGBT
IGBT es un dispositivo semiconductor de potencia de voltaje totalmente controlado compuesto compuesto por BJT (transistor bipolar) y MOS (transistor aislado de efecto de campo de puerta),que tiene las ventajas de una alta impedancia de entrada y una baja caída de voltaje de conducción; al mismo tiempo el chip IGBT es un chip electrónico de potencia, que necesita trabajar en el entorno de alta corriente, alto voltaje y alta frecuencia,y tiene altos requisitos sobre la fiabilidad del chipEsto trae ciertas dificultades a las pruebas IGBT:
1. El IGBT es un dispositivo de puertos múltiples, que requiere que varios instrumentos sean probados juntos;
2. Cuanto menor sea la corriente de fuga del IGBT, mejor y de alta precisión se requiere equipo para el ensayo;
3. La capacidad de salida de corriente del IGBT es muy fuerte, y es necesario inyectar rápidamente una corriente de 1000A durante el ensayo y completar el muestreo de la caída de voltaje;
4La tensión de resistencia de las lGBT es alta, generalmente de varios miles a diez mil voltios,y se requiere que el instrumento de medición tenga la capacidad de ensayo de corriente de salida de alto voltaje y de fuga de nivel nA bajo alto voltaje.;
5Dado que el IGBT funciona bajo una corriente fuerte, el efecto de autocalentamiento es obvio, y es fácil causar que el dispositivo se queme en casos graves.Es necesario proporcionar una señal de pulso de corriente a nivel estadounidense para reducir el efecto de autocalentamiento del dispositivo.;
6La capacidad de entrada y salida tiene una gran influencia en el rendimiento de conmutación del dispositivo.Así que las pruebas de C-V son muy necesarias.
Solución de ensayo de parámetros estáticos del dispositivo semiconductor de potencia IGBT de precisión
El sistema de prueba de parámetros estáticos del dispositivo de potencia IGBT precisa integra múltiples funciones de medición y análisis y puede medir con precisión los parámetros estáticos de los dispositivos de semiconductores de potencia IGBT.Apoyar la medición de la capacidad de conexión del dispositivo de alimentación en modo de alto voltaje, como la capacidad de entrada, la capacidad de salida, la capacidad de transmisión inversa, etc.
Sistema de ensayo IGBT
La configuración del sistema de ensayo de parámetros estáticos del dispositivo de alimentación IGBT de precisión está compuesta por una variedad de módulos de unidades de medida.El diseño modular del sistema puede facilitar en gran medida a los usuarios añadir o actualizar módulos de medición para adaptarse a las necesidades en constante cambio de los dispositivos de medición de potencia..
Ventajas del sistema "doble alto"
- alto voltaje, alta corriente
Con capacidad de medición/salida de alta tensión, tensión de hasta 3500 V (extensión máxima a 10 kV)
Con capacidad de medición/salida de corriente grande, corriente de hasta 4000 A (múltiples módulos en paralelo)
- medición de alta precisión
nA nivel de corriente de fuga, μΩ nivel de resistencia
0.1% de precisión de medición
-Configuración modular
Una variedad de unidades de medición se pueden configurar de forma flexible de acuerdo con las necesidades reales de prueba El sistema reserva espacio para actualizar, y las unidades de medición se pueden agregar o actualizar más tarde
- Alta eficacia de las pruebas
Matriz de interruptores integrada, circuitos de interruptores automáticos y unidades de medición según los elementos de ensayo
Apoyar el ensayo de una sola llave de todos los indicadores de las normas nacionales
- Buena escalabilidad
Soporte de pruebas de temperatura normal y alta temperatura, personalización flexible de varios accesorios
Composición del sistema "cubo mágico"
El sistema de ensayo de parámetros estáticos del dispositivo de alimentación IGBT de precisión se compone principalmente de instrumentos de ensayo, software de ordenador host, ordenador, interruptor de matriz, accesorios, líneas de señal de alto voltaje y alta corriente,etc.Todo el sistema adopta el sistema de ensayo estático desarrollado independientemente por Proceed, con unidades de medición integradas de varios niveles de voltaje y corriente.Combinado con el software de ordenador host desarrollado por el mismo para controlar el host de prueba, se pueden seleccionar diferentes niveles de voltaje y corriente de acuerdo con las necesidades del proyecto de ensayo para satisfacer diferentes requisitos de ensayo.
La unidad de medición del sistema host incluye principalmente el medidor de fuente de pulso de escritorio de alta precisión de la serie Precise P, la fuente de alimentación de pulso de alta corriente de la serie HCPL,Unidad de medición de fuentes de alta tensión de la serie EEntre ellos, la unidad de medición de fuente de pulso de escritorio de alta precisión de la serie P se utiliza para conducir y probar puertas,y soporta una salida de pulso y pruebas de 30V@10A como máximoLa fuente de alimentación de pulso de alta corriente de la serie HCPL se utiliza para ensayos de corriente entre colectores y emisores y diodos de rueda libre.muestreo de voltaje incorporado, un solo dispositivo soporta una salida de corriente de pulso máxima de 1000 A; la unidad de ensayo de la fuente de alta tensión de la serie E se utiliza para ensayar la tensión y la corriente de fuga entre el colector y el emisor,y soporta un voltaje máximo de salida de 3500VLas unidades de medición de voltaje y corriente del sistema adoptan un diseño de varios rangos con una precisión del 0,1%.
Punto de ensayo de "una sola clave" del índice completo de la norma nacional
Precise ahora puede proporcionar un método de prueba completo para los parámetros del chip IGBT y el módulo, y puede realizar fácilmente la prueba de los parámetros estáticos l-V y C-V, y finalmente emitir el informe de la hoja de datos del producto.Estos métodos son igualmente aplicables a los semiconductores de banda ancha SiC y GaN dispositivos de potencia.
Solución para el equipo de ensayo estático IGBT
Para los productos IGBT con diferentes tipos de envases en el mercado, Precise proporciona un conjunto completo de soluciones de accesorios, que pueden utilizarse para probar TO de tubo único,Modulos de medio puente y otros productos.
Resumen
Guiada por investigación y desarrollo independientes, Precise ha estado profundamente involucrada en el campo de las pruebas de semiconductores y ha acumulado una rica experiencia en pruebas IV.Ha lanzado sucesivamente medidores de fuente de CC, unidades de medición de fuentes de pulso, medidores de fuentes de pulso de alta corriente, unidades de ensayo de fuentes de alto voltaje y otros equipos de ensayo, que se utilizan ampliamente.Laboratorios, nuevas energías, energía fotovoltaica, energía eólica, transporte ferroviario, inversores y otros escenarios.
