IGBT dan pengembangan aplikasinya

IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) adalah perangkat inti dari kontrol daya dan konversi daya.Ini adalah perangkat semikonduktor daya komposit sepenuhnya dikendalikan tegangan yang terdiri dari BJT (Bipolar Transistor) dan MOS (Insulated Gate Field Effect Transistor). , memiliki karakteristik impedansi masukan yang tinggi, penurunan tegangan konduksi yang rendah, karakteristik switching kecepatan tinggi dan kehilangan keadaan konduksi yang rendah,dan menempati posisi dominan dalam aplikasi frekuensi tinggi dan daya menengah.

Penampilan modul IGBT

Struktur IGBT dan diagram sirkuit setara

Saat ini, IGBT telah mampu mencakup rentang tegangan dari 600V hingga 6500V, dan aplikasinya mencakup serangkaian bidang dari catu daya industri, konverter frekuensi, kendaraan energi baru,pembangkit listrik energi baru untuk transportasi kereta api, dan jaringan nasional.

Parameter uji utama perangkat semikonduktor daya IGBT

Dalam beberapa tahun terakhir, IGBT telah menjadi perangkat elektronik daya yang sangat menarik di bidang elektronik daya, dan telah semakin banyak digunakan,jadi pengujian IGBT telah menjadi sangat penting. Uji lGBT meliputi uji parameter statis, uji parameter dinamis, siklus daya, uji keandalan HTRB, dll. Uji paling dasar dalam uji ini adalah uji parameter statis.

Parameter statis IGBT terutama meliputi: tegangan ambang gerbang-emitter VGE ((th), arus kebocoran gerbang-emitter lGE, lCE arus pemotongan kolektor-emitter, tegangan jenuh kolektor-emitter VcE ((sat),drop voltase freewheeling Diode VF, input capacitor Ciss, output capacitor Coss, dan reverse transfer capacitor Crsso hanya ketika parameter statis IGBT dijamin tidak memiliki masalah,dapat parameter dinamis (waktu beralih, kehilangan switching, pemulihan terbalik dari dioda freewheeling) dilakukan. , siklus daya, dan keandalan HTRB diuji.

Kesulitan dalam pengujian perangkat semikonduktor daya IGBT

IGBT adalah perangkat semikonduktor daya komposit bertenaga tegangan sepenuhnya dikendalikan yang terdiri dari BJT (bipolar transistor) dan MOS (insulated gate field effect transistor),yang memiliki keuntungan impedansi input tinggi dan penurunan tegangan konduksi rendah; pada saat yang sama chip IGBT adalah chip elektronik daya, yang perlu bekerja di lingkungan arus tinggi, tegangan tinggi dan frekuensi tinggi,dan memiliki persyaratan yang tinggi pada keandalan chipHal ini membawa kesulitan tertentu untuk pengujian IGBT:

1. IGBT adalah perangkat multi-port, yang membutuhkan beberapa instrumen untuk diuji bersama;

2Semakin kecil arus kebocoran IGBT, semakin baik dan peralatan presisi tinggi diperlukan untuk pengujian;

3. Kapasitas output arus dari IGBT sangat kuat, dan perlu untuk segera menyuntikkan arus 1000A selama tes dan menyelesaikan pengambilan sampel penurunan tegangan;

4Tegangan tahan lGBT tinggi, umumnya berkisar dari beberapa ribu hingga sepuluh ribu volt,dan instrumen pengukuran harus memiliki kemampuan output tegangan tinggi dan uji arus kebocoran tingkat nA di bawah tegangan tinggi;

5Karena IGBT bekerja di bawah arus yang kuat, efek pemanasan diri jelas, dan mudah menyebabkan perangkat terbakar dalam kasus yang parah.Hal ini diperlukan untuk menyediakan sinyal pulsa arus tingkat AS untuk mengurangi efek pemanasan diri dari perangkat;

6Kapasitas input dan output memiliki pengaruh besar pada kinerja switching perangkat. Kapasitas junction setara perangkat berbeda di bawah tegangan yang berbeda,Jadi pengujian C-V sangat diperlukan..

Solusi pengujian parameter statis perangkat IGBT daya semikonduktor presisi

Sistem pengujian parameter statis perangkat listrik IGBT yang tepat mengintegrasikan beberapa fungsi pengukuran dan analisis dan dapat secara akurat mengukur parameter statis perangkat semikonduktor daya IGBT.Mendukung pengukuran kapasitansi junction perangkat daya dalam mode tegangan tinggi, seperti kapasitansi input, kapasitansi output, kapasitansi transmisi terbalik, dll.

Sistem pengujian IGBT

Konfigurasi sistem pengujian parameter statis perangkat daya IGBT presisi terdiri dari berbagai modul unit pengukuran.Desain modular dari sistem dapat sangat memudahkan pengguna untuk menambahkan atau meningkatkan modul pengukuran untuk beradaptasi dengan kebutuhan yang terus berubah dari perangkat pengukuran daya.

Keuntungan sistem "ganda tinggi"

- tegangan tinggi, arus tinggi

Dengan kemampuan pengukuran/keluar tegangan tinggi, tegangan hingga 3500V (maksimal dapat diperluas menjadi 10kV)

Dengan kemampuan pengukuran/keluar arus yang besar, arus hingga 4000A (multiple module secara paralel)

-pengukuran presisi tinggi

nA tingkat arus kebocoran, μΩ tingkat pada resistensi

0Keakuratan pengukuran 0,1%

- Konfigurasi modular

Berbagai unit pengukuran dapat dikonfigurasi secara fleksibel sesuai dengan kebutuhan pengujian aktual Sistem cadangan ruang upgrade, dan unit pengukuran dapat ditambahkan atau ditingkatkan nanti

-Efisiensi tes yang tinggi

Matriks switch khusus terintegrasi, sirkuit switch otomatis dan unit pengukuran sesuai dengan item uji

Dukungan tes satu kunci dari semua indikator standar nasional

-Skalabilitas yang baik

Mendukung suhu normal dan pengujian suhu tinggi, kustomisasi fleksibel dari berbagai perlengkapan

Komposisi sistem "kubus ajaib"

Sistem pengujian parameter statis perangkat listrik IGBT presisi terutama terdiri dari instrumen pengujian, perangkat lunak komputer host, komputer, saklar matriks, perlengkapan, tegangan tinggi dan jalur sinyal arus tinggi,dllSeluruh sistem mengadopsi host uji statis yang dikembangkan secara independen oleh Proceed, dengan unit pengukuran bawaan dari berbagai tingkat tegangan dan arus.Dikombinasikan dengan perangkat lunak komputer host yang dikembangkan sendiri untuk mengontrol host uji, tingkat tegangan dan arus yang berbeda dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan proyek uji untuk memenuhi persyaratan uji yang berbeda.

Unit pengukuran dari sistem host terutama mencakup Precise P seri presisi tinggi meter sumber pulsa desktop, HCPL seri catu daya pulsa arus tinggi,Unit pengukuran sumber tegangan tinggi seri E, C-V unit pengukuran, dll Di antara mereka seri P presisi tinggi desktop pulsa sumber unit pengukuran digunakan untuk gerbang mengemudi dan pengujian,dan mendukung output pulsa maksimum 30V@10A dan pengujian; seri HCPL pasokan listrik pulsa arus tinggi digunakan untuk pengujian arus antara kolektor dan emitter dan dioda freewheeling.pengambilan sampel tegangan bawaan, satu perangkat mendukung output arus pulsa maksimum 1000A; unit uji sumber tegangan tinggi seri E digunakan untuk pengujian tegangan dan kebocoran arus antara kolektor dan emitter,dan mendukung tegangan maksimum 3500V outputUnit pengukuran tegangan dan arus sistem mengadopsi desain multi-range dengan akurasi 0,1%.

Item uji "satu kunci" dari indeks standar nasional penuh

Precise sekarang dapat menyediakan metode pengujian lengkap untuk chip IGBT dan parameter modul, dan dapat dengan mudah mewujudkan pengujian parameter statis l-V dan C-V, dan akhirnya output laporan lembar data produk.Metode ini sama berlaku untuk semikonduktor lebar bandgap SiC dan GaN perangkat daya.

Solusi perlengkapan uji statis IGBT

Untuk produk IGBT dengan jenis paket yang berbeda di pasar, Precise menyediakan serangkaian solusi perlengkapan lengkap, yang dapat digunakan untuk pengujian TO tabung tunggal,Modul setengah jembatan dan produk lainnya.

Ringkasan

Dipandu oleh penelitian dan pengembangan independen, Precise telah terlibat dalam bidang pengujian semikonduktor, dan telah mengumpulkan pengalaman yang kaya dalam pengujian IV.Ini telah secara berturut-turut meluncurkan DC sumber pengukuran meter, unit pengukuran sumber pulsa, meter pengukuran sumber pulsa arus tinggi, unit pengujian sumber tegangan tinggi dan peralatan pengujian lainnya, yang banyak digunakan.laboratorium, energi baru, fotovoltaik, energi angin, transit kereta api, inverter dan skenario lainnya.