绝缘栅双极型晶体管IGBT测试方案.docx
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绝缘栅双极型晶体管IGBT测试方案
编号：
绝缘栅双极型晶体管测试方案
编制：
刘敏涛
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发布日期：
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1概述.........................................................................................................................................2....
1.1编写目的...................................................................................................................................................2
1.2测试依据及标准.......................................................................................................................................2
2产品描述.................................................................................................................................2....
2.1基本参数....................................................................................................................................................2
3测试项目.................................................................................................................................3....
4测试方案.................................................................................................................................4....
4.1栅极-发射极阈值电压...............................................................................................................................4
4.2栅极-发射极漏电流...................................................................................................................................4
4.3集电极-发射极截止电流...........................................................................................................................5
4.4集电极-发射极饱和电压...........................................................................................................................6
4.5开通时间、开通延时时间、上升时间.....................................................................................................7
4.6关断时间、关断延时时间、下降时间.....................................................................................................8
4.7输入电容...................................................................................................................................................10
4.8输出电容..................................................................................................................................................10
4.9反相传输电容...........................................................................................................................................11
4.10关断耗散能量和关断耗散功率.............................................................................................................12
4.11结-壳热阻和结-壳瞬态热阻抗.............................................................................................................13
4.12栅极-发射极短路时集电极-发射极电压.............................................................................................15
4.13集电极-发射极短路时删极-发射极电压.............................................................................................15
5参考文件...............................................................................................................................1..6..
附录1........................................................................................................................................1..6..
附录2........................................................................................................................................1..6..
1
1概述
1.3编写目的
为了保证能正确地验证绝缘栅双极型晶体管IGBT的使用性能，特编制本方案。
1.4测试依据及标准
本方案主要遵循的国家标准为：
GBT17007-1997绝缘栅双极型晶体管测试方法。
2产品描述
2.2基本参数
序号名称参数
1集电极-发射极电压
2连续集电极直流电流
3集电极重复峰值电流
4总损耗
5栅极-发射极峰值电压
6集电极-发射极饱和电压
7栅极阈值电压
8栅极电荷
9内部栅极电阻
10输入电容
11反向传输电容
12集电极-发射极截止电流
13栅极-发射极漏电流
14开通延时时间
15上升时间
16关断延时时间
17下降时间
18开通损耗
19关断损耗
20短路数据
21结-壳热阻
22壳-散热器热阻
23
24
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28
2
3测试项目
根据国标中的要求，电容器的测试应满足下表中的要求，有特殊定制时应特别说明。
序号测试项目出厂试验型式试验厂内可测试项第三方测试项
1栅极-发射极阈值电压√
2栅极-发射极漏电流√
3集电极-发射极截止电流√
4集电极-发射极饱和电压√
5
开通时间、开通延时时间、上升
时间
√
6
关断时间、关断延时时间、下降
时间
√
7输入电容√
8输出电容√
9反相传输电容√
10关断损耗√
11结-壳热阻和结-壳瞬态热阻抗√
12
栅极-发射极短路时集电极-发射
极电压
√
13
集电极-发射极短路时删极-发射
极电压
√
14
15
16
17
18
3
4测试方案
1.5栅极-发射极阈值电压
试验目的：
验证栅极-发射极阈值电压。
试验方法：
1）按下图搭建试验测试平台
G1、G2-可调直流源；V1、V2-直流电压表；A-直流电流表；
2）调节电压源G2至规定的集电极-发射极电压；调节电压源G1，从0开始逐渐增加栅极-发射极
间的电压，使电流表A显示出规定的集电极电流值时，电压表V1的显示值即为被测元器件的栅极-
发射极阈值电压。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
备注：
1.6栅极-发射极漏电流
试验目的：
在规定条件下，测量器件在集电极-发射极短路条件下的栅极-发射极漏电流。
试验方法：
1）按下图搭建试验平台。
4
G-可调直流电压源；V1，V2-直流电压表；R-测量电阻器。
2）调节电压源，使栅极-发射极电压V1达到规定值。
从V2读出V，则栅极-发射极漏电流为
V2/R。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
备注：
4.3集电极-发射极截止电流
试验目的：
在规定条件下，测量器件在栅极-发射极短路时的集电极-发射极截止电流。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
5
G-可调电压源；V-高阻抗直流电压表；A-直流电流表；R-限流电阻器。
2）调节电压源G，从零开始逐渐增加集电极-发射极间的电压到电压表V显示出规定值，即可
从电流表A读取集电极-发射极截止电流。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
4.4集电极-发射极饱和电压
试验目的：
在规定条件下，用脉冲法测量器件的集电极-发射极饱和电压。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
G1-栅极可调脉冲电压源；G2-可调直流电压源；M1-测量栅极-发射极峰值电压示波器；M2-指示
被测器件导通器件电压的示波器；M3-集电极电流测量示波器；R3-取样电阻器；R1-栅极回路电
阻器；R2-集电极负载电阻器。
2）调节栅极脉冲电压源G1，使M1电压指示为规定值。
调节集电极电流为规定值，指示，从
示波器M2稳定波形平坦部分读取集电极-发射极饱和电压值。
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合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
备注：
4.5开通时间、开通延时时间、上升时间
试验目的：
在规定条件和阻性负载条件下，测量器件的开通时间、开通延时时间、上升时间。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
G1-低内阻矩形脉冲发生器；G2-可调直流电压源；R1-栅极无感电阻器；RL-负载无感电阻器；
M-双踪示波器。
2）调节G1、G2使栅极脉冲电压幅值和集电极电流幅值分别达到规定值，从示波器M显示的
栅极-发射极电压Vge和集电极电流Ic的波形上，读出各个时间。
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合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
备注：
4.6关断时间、关断延时时间、下降时间
试验目的：
在规定条件和阻性负载条件下，测量器件的关断时间、关断延时时间、下降时间。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
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G1-低内阻矩形脉冲发生器；G2-可调直流电压源；R1-栅极无感电阻器；RL-负载无感电阻器；
M-双踪示波器。
2）施加规定的栅极电压Vge1，逐渐增加集电极电源G2的电压，是集电极峰值电流Icm达到
规定值。
然后施加反向栅极电压Vge2。
在示波器是读取时间。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
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测试地点：
备注：
4.7输入电容
试验目的：
在规定条件下，测量器件的输入电容。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台。
CB-电容测量仪器；G-直流可调电压源；R1、R2、R3-直流偏置电阻；C1-隔直电容；C2-交流短路
电容
2）把G的电压和测试频率设为规定值，在电容测量仪CB读出电容测量值Cx，则输入电容
-1
Cies=（1/Cx-1/C1）
。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
2.38输出电容
试验目的：
在规定条件下，测量器件的输出电容。
试验方法：
1）按下图搭建试验平台
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CB-电容测量仪；G-可调直流电压源；R1、R2-直流偏置电阻；C-隔直电容
2）把G的电压和测试频率设为规定值，在电容测量仪CB读出电容测量值Cx，则输入电容
-1
Coes=（1/Cx-1/C）。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
4.9反相传输电容
试验目的：
在规定条件下，测量器件的反向传输电容。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
CB-电容测量仪；G-可调直流电压源；R1、R2、R3-直流偏置电阻；C-隔直电容
2）把G的电压和测试频率设为规定值，在电容测量仪CB读出电容测量值Cx，则输入电容
-1。
Cres=（1/Cx-1/C）
11
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
备注：
1.7关断耗散能量和关断耗散功率
试验目的：
在感性负载下，确定器件单脉冲关断耗散能量和关断耗散功率。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
G1-低内阻矩形脉冲发生器；G2-可调直流源；D-钳位二极管；L-负载电抗器；R1-栅极电阻
器；R2-电流测量电阻器；M-双踪示波器。
2）调节G1和G2使集电极-发射极电源电压Vcce和输入直流脉冲幅值Vggm为规定值。
双踪
示波器M上显示出集电极电流Ic，集电极-发射极电压Vce的波形。
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3）则单脉冲关断耗散能量为Ic与Vce乘积与时间的积分。
4）任意重复频率下的关断耗散功率等于该频率与关断耗散能量的乘积。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
4.11结-壳热阻和结-壳瞬态热阻抗
试验目的：
用器件栅极-发射极阈值电压作为热敏参数测量其结-壳热阻和结-壳瞬态热阻抗。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
13
G1/G2-可调直流电流源；S-电子功率开关；D1、D2、D3-隔离二极管；V1、V2-直流电压表；
R-电流测量电阻器。
2）在较小测量电流Ic1时确定集电极-发射极阈值电压的温度系数Ct，将器件放入烘箱中，依
次加热至温度T1和T2（T2>T1）。
在热平衡的条件下，从电压表V1读取相应的栅极-发射
极电压Vge1和Vge2，则温度系数Ct=（Vge1-Vge2）/（T2-T1）。
3）用器件对内部耗散功率阶跃变化的响应测量结-壳热阻Rjc。
将器件固定在散热体上，测量管
壳温度Tc1，测量小电流Ic1下的栅极-发射极电压Vge3。
接通电子开关S，调节G2，在Ic1
上叠加接近器件额定集电极电流Ic2。
达到热平衡后，测量集电极-发射极电压Vce。
且保持
管壳温度Tc=Tc2=常数。
然后切断Ic2，立即测量在同一Ic1时的栅极-发射极电压Vge4。
则
热阻Rjc=（Tvj-Tc）/（Vce*Ic2）；瞬时器件的等效结温Tvj=Tc1+（Vge3-Vge4）/Ct。
4）用上述测量热阻的方法，在器件流过Ic2且达到热平衡后，测量集电极-发射极电压Vge和
管壳温度Tc2。
然后用S切断Ic2，再测量在Ic1条件下的栅极-发射极电压不同时刻的Vge4（t）
和对应的管壳温度Tc（t），计算得出Zjc（t）的值。
Tvj（t）=Tc1+（Vge3-Vge4（t））/Ct。
Zjc（t）=（（Tvj（0）-Tc（0））-（Tvj（t）-Tc（t））/（Vce*Ic2）。
合格标准：
测量值符合厂家所提供的技术规格书。
测试地点：
14
1.8
栅极-发射极短路时集电极-发射极电压
试验目的：
在规定条件下，检验器件在栅极-发射极短路时集电极-发射极电压Vces。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
G-直流可调电压源；R-限流电阻器；A-直流电流表；V-直流电压表。
2）使器件达到规定的壳温。
调节电压源G1，使器件的集电极-发射极电压达到规定值，
合格标准：
集电极电流小于或等于规格书所标称值。
测试地点：
备注：
1.9集电极-发射极短路时删极-发射极电压
试验目的：
在规定条件下，检验器件在集电极-发射极短路时删极-发射极电压Vges。
试验方法：
1）按下图搭建测试平台
15
G-直流可调电压源；R-限流电阻器；A-直流电流表；V-直流电压表。
2）使器件达到规定的壳温。
调节电压源G1，观察电压表V的读书，使栅极-发射极电压达到规
定值。
合格标准：
栅极漏电流小于或等于规格书所标称值。
测试地点：
备注：
5参考文件
可写相关的参考文件、依据文件等。
附录1
正文
附录2
正文
16
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