IGBT und Entwicklung seiner Anwendungen

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ist das Kerngerät für die Steuerung und Umwandlung von Leistung.Es handelt sich um ein zusammengesetztes, vollständig gesteuertes, spannungsbetriebenes Leistungshalbleitergerät, das aus BJT (Bipolar Transistor) und MOS (Insulated Gate Field Effect Transistor) besteht. , hat die Eigenschaften einer hohen Eingangsimpedanz, eines geringen Leitungsspannungsabfalls, einer schnellen Schaltfunktion und eines geringen Leitungsverlustes,und nimmt eine beherrschende Position in Hochfrequenz- und Mittelleistungsanwendungen ein.

Aussehen des IGBT-Moduls

IGBT-Struktur und gleichwertiges Schaltkreislaufdiagramm

Derzeit ist IGBT in der Lage, den Spannungsbereich von 600 V bis 6500 V abzudecken, und seine Anwendungen umfassen eine Reihe von Bereichen von industriellen Stromversorgungen, Frequenzwandlern, neuen Energiefahrzeugen,Neue Energieerzeugung für den Schienenverkehr, und dem nationalen Netz.

Hauptprüfparameter von IGBT-Leistungshalbleitervorrichtungen

In den letzten Jahren hat sich IGBT zu einem besonders auffälligen Leistungselektronikgerät im Bereich der Leistungselektronik entwickelt und wird immer häufiger eingesetzt.So ist der Test von IGBT besonders wichtig gewordenDie Prüfung von LGBT umfasst statische Parameterprüfung, dynamische Parameterprüfung, Stromzyklus, HTRB-Verlässlichkeitsprüfung usw. Die grundlegendste Prüfung bei diesen Tests ist die statische Parameterprüfung.

Zu den statischen IGBT-Parametern zählen hauptsächlich: Tor-Emitter-Schwellenspannung VGE ((th), Tor-Emitter-Leckageströmung lGE, Kollektor-Emitter-Abschnittsstrom lcE, Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung VcE ((sat),Freirad Dioden Spannungsabfall VF, Eingangskondensator Ciss, Ausgangskondensator Coss und umgekehrter Übertragungskondensator Crsso nur dann, wenn die statischen Parameter der IGBT garantiert problemlos sind,Kann die Dynamikparameter (Schaltzeit), Schaltverlust, Rückgewinnung der Freiraddiode) durchgeführt werden. , Leistungszyklus und die Zuverlässigkeit des HTRB werden getestet.

Schwierigkeiten bei der Prüfung von IGBT-Leistungshalbleitern

IGBT ist eine vollständig gesteuerte Spannungsbetriebene Leistungshalbleitervorrichtung, bestehend aus BJT (bipolarer Transistor) und MOS (isolierter Torfeldwirkungstransistor),mit den Vorteilen einer hohen Eingangsimpedanz und eines geringen Leitungspannungsabfalls; gleichzeitig ist der IGBT-Chip ein Leistungselektronikchip, der in einer Umgebung mit hohem Strom, hoher Spannung und hoher Frequenz arbeiten muss,und hat hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit des ChipsDies führt zu bestimmten Schwierigkeiten bei IGBT-Tests:

1. IGBT ist eine Mehrportvorrichtung, bei der mehrere Geräte zusammen getestet werden müssen;

2. Je kleiner der Leckstrom des IGBT ist, desto besser und präziser ist die Ausrüstung für die Prüfung erforderlich;

3. Die Leistungsfähigkeit des IGBT ist sehr hoch, und es ist notwendig, während der Prüfung schnell einen 1000A-Strom einzuspritzen und die Probenahme des Spannungsabfalls abzuschließen;

4Die Widerstandsspannung von LGBT ist hoch, in der Regel zwischen mehreren Tausend und zehntausend Volt.und das Messgerät muss in der Lage sein, eine hohe Spannungsleistung und eine Leckageströmung auf nA-Ebene unter hoher Spannung zu testen.;

5Da die IGBT unter starkem Strom arbeitet, ist der Selbstheizungseffekt offensichtlich, und es ist leicht, dass das Gerät in schweren Fällen ausbrennt.Es ist notwendig, ein US-Ebene-Strom-Pulssignal zur Verfügung zu stellen, um die Selbstheizung des Geräts zu reduzieren;

6. Die Eingangs- und Ausgangskapazität hat einen großen Einfluss auf die Schaltleistung des Geräts.Also sind C-V-Tests sehr notwendig..

Präzise Lösung für die Prüfung statischer Parameter von IGBT-Leistungshalbleitern

Das präzise IGBT-Stromgerät-statische Parameterprüfsystem integriert mehrere Mess- und Analysefunktionen und kann die statischen Parameter von IGBT-Strom-Halbleitergeräten genau messen.Unterstützung der Messung der Leistungseinrichtungskontaktkapazität im Hochspannungsmodus, z. B. Eingangskapazität, Ausgangskapazität, Umkehrübertragungskapazität usw.

IGBT-Prüfsystem

Die Konfiguration des Prüfsystems für statische Parameter eines präzisen IGBT-Leistungsgeräts besteht aus einer Vielzahl von Maßeinheitenmodulen.Das modulare Design des Systems erleichtert es den Anwendern erheblich, Messmodule hinzuzufügen oder zu aktualisieren, um sich an die sich ständig ändernden Anforderungen von Leistungsmessgeräten anzupassen.

Vorteile des "doppelt hohen" Systems

- hohe Spannung, hoher Strom

mit einer Spannung von nicht mehr als 10 kV

mit einer Leistungsfähigkeit von mehr als 50 W und einer Leistungsfähigkeit von mehr als 50 W

- hohe Präzisionsmessung

nA-Leckstrom, μΩ-Level bei Widerstand

0Messgenauigkeit von 0,1%

- Modularisierte Konfiguration

Eine Vielzahl von Messgeräten kann flexibel nach den tatsächlichen Prüfbedürfnissen konfiguriert werden.

- Hohe Effizienz der Prüfungen

Eingebettete spezielle Schaltmatrix, automatische Schaltkreise und Messgeräte entsprechend den Prüfpunkten

Unterstützung einer Ein-Schlüssel-Prüfung aller nationalen Standardindikatoren

- Gute Skalierbarkeit

Unterstützung von Normaltemperatur- und Hochtemperaturprüfungen, flexible Anpassung verschiedener Leuchten

Zusammensetzung des "Magic Cube"-Systems

Das präzise IGBT-Stromversorgungssystem besteht hauptsächlich aus Prüfgeräten, Hostcomputersoftware, Computer, Matrixschalter, Leuchten, Hochspannungs- und Hochstromsignalleitungen,usw.Das gesamte System verwendet den von Proceed unabhängig entwickelten statischen Testhost mit eingebauten Messgeräten für verschiedene Spannungs- und Stromstufen.Kombiniert mit der selbst entwickelten Host-Computersoftware zur Steuerung des Testhosts, können unterschiedliche Spannungs- und Stromniveaus entsprechend den Anforderungen des Prüfvorhabens ausgewählt werden, um unterschiedliche Prüfbedingungen zu erfüllen.

Das Messgerät des Systemhosts umfasst hauptsächlich den hochpräzisen Desktop-Impulsquellenmessgerät der Precise P-Serie, die Hochstrom-Impulsstromversorgung der HCPL-Serie,Messgerät für Hochspannungsquellen der Baureihe E, C-V-Messungseinheit usw. Darunter wird die hochpräzise Desktop-Impulsquelle der P-Serie für das Gate-Driving und -Testing verwendet,mit einer Leistung von mehr als 50 W undDie HCPL-Serie mit Hochstrom-Impuls-Stromversorgung wird für die Stromprüfung zwischen Kollektoren und Emittern und Freiraumdioden verwendet.Eingebettete Spannungsprobenahme, ein einziges Gerät unterstützt eine maximale Ausgangsspannung von 1000 A; die Hochspannungsquelle der Baureihe E wird zur Prüfung von Spannung und Leckstrom zwischen Kollektor und Emitter verwendet,mit einer Leistung von mehr als 50 W undDie Spannungs- und Strommessgeräte des Systems haben eine mehrspannungsbasierte Konstruktion mit einer Genauigkeit von 0,1%.

"Ein-Schlüssel"-Prüfpunkt des vollen Index der nationalen Norm

Precise kann nun eine vollständige Testmethode für IGBT-Chip- und Modulparameter bereitstellen und die Prüfung statischer Parameter l-V und C-V leicht realisieren und schließlich den Produktdatenblattbericht ausgeben.Diese Methoden sind gleichermaßen für breitbandgeschnittene Halbleiter SiC- und GaN-Leistungseinrichtungen anwendbar.

IGBT-Lösung für statische Prüfvorrichtungen

Für IGBT-Produkte mit unterschiedlichen Verpackungsarten auf dem Markt stellt Precise eine komplette Reihe von Befestigungslösungen bereit, die für die Prüfung von TO-Einrohr verwendet werden können,Halbbrückenmodule und andere Erzeugnisse.

Zusammenfassung

Unter der Leitung unabhängiger Forschung und Entwicklung ist Precise im Bereich der Halbleiterprüfung intensiv tätig und verfügt über umfangreiche Erfahrungen im Bereich der I-V-Prüfung.Es hat aufeinanderfolgend Gleichstromquellenmesszähler eingeführt., Impulskörpermessgeräte, Hochstrom-Impulskörpermessgeräte, Hochspannungsprüfgeräte und andere weit verbreitete Prüfgeräte.Laboratorien, neue Energie, Photovoltaik, Windkraft, Schienenverkehr, Wechselrichter und andere Szenarien.