IGBT e sviluppo delle sue applicazioni

L'IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) è il dispositivo centrale di controllo di potenza e conversione di potenza.Si tratta di un dispositivo semiconduttore di potenza a tensione completamente controllato composto da BJT (Bipolar Transistor) e MOS (Isolated Gate Field Effect Transistor). , ha le caratteristiche di alta impedenza di ingresso, bassa caduta di tensione di conduzione, caratteristiche di commutazione ad alta velocità e bassa perdita di stato di conduzione,e occupa una posizione dominante nelle applicazioni ad alta frequenza e media potenza.

Apparizione del modulo IGBT

Struttura IGBT e diagramma di circuito equivalente

Attualmente, l'IGBT è in grado di coprire la gamma di tensione da 600V a 6500V e le sue applicazioni coprono una serie di campi da alimentatori industriali, convertitori di frequenza, veicoli a nuova energia,produzione di energia elettrica da nuove energie per il trasporto ferroviario, e la rete nazionale.

Principali parametri di prova dei dispositivi a semiconduttore di potenza IGBT

Negli ultimi anni, l'IGBT è diventato un dispositivo elettronico di potenza particolarmente accattivante nel campo dell'elettronica di potenza ed è stato sempre più ampiamente utilizzato,quindi il test di IGBT è diventato particolarmente importanteIl test dell'lGBT comprende il test dei parametri statici, il test dei parametri dinamici, il ciclo di alimentazione, il test di affidabilità HTRB, ecc. Il test più basilare in questi test è il test dei parametri statici.

I parametri statici IGBT includono principalmente: tensione di soglia VGE (th), corrente di perdita lGE (gate-emitter), corrente di taglio lCE (collector-emitter), tensione di saturazione VcE (collector-emitter),caduta di tensione di diodo a rotazione libera VF, condensatore di ingresso Ciss, condensatore di uscita Coss e condensatore di trasferimento inverso Crsso solo quando i parametri statici dell'IGBT sono garantiti senza problemi,I parametri dinamici (tempo di commutazione), perdite di commutazione, recupero inverso del diodo a rotazione libera). , il ciclo di potenza e l'affidabilità dell'HTRB sono testati.

Difficoltà nel test dei dispositivi a semiconduttore di potenza IGBT

IGBT è un dispositivo semiconduttore di potenza composto a tensione completamente controllata composto da BJT (transistor bipolare) e MOS (transistor a effetto campo isolato),che ha i vantaggi di un'elevata impedenza di ingresso e di un basso calo della tensione di conduzione; allo stesso tempo chip IGBT è un chip elettronico di potenza, che ha bisogno di lavorare in un ambiente di alta corrente, alta tensione e alta frequenza,e ha elevati requisiti per l'affidabilità del chipQuesto porta alcune difficoltà ai test IGBT:

1L'IGBT è un dispositivo a porte multiple, che richiede che più strumenti siano testati insieme;

2. più piccola è la corrente di perdita dell'IGBT, migliore è l'attrezzatura di alta precisione necessaria per la prova;

3. La capacità di uscita corrente dell'IGBT è molto forte, ed è necessario iniettare rapidamente una corrente di 1000A durante la prova e completare il campionamento della caduta di tensione;

4La tensione di resistenza dell'lGBT è elevata, generalmente da diverse migliaia a diecimila volt.e lo strumento di misura deve essere in grado di effettuare la prova di corrente di uscita ad alta tensione e di perdita a livello di nA sotto alta tensione;

5Poiché l'IGBT funziona sotto forte corrente, l'effetto di auto riscaldamento è evidente ed è facile causare il bruciore del dispositivo in casi gravi.È necessario fornire un segnale di impulso di corrente a livello americano per ridurre l'effetto di auto riscaldamento del dispositivo;

6La capacità di ingresso e di uscita ha una grande influenza sulle prestazioni di commutazione del dispositivo.Quindi i test C-V sono molto necessari..

Soluzione di prova dei parametri statici del dispositivo a semiconduttore di potenza IGBT

Il preciso sistema di prova dei parametri statici dei dispositivi di alimentazione IGBT integra molteplici funzioni di misurazione e analisi e può misurare con precisione i parametri statici dei dispositivi semiconduttori di alimentazione IGBT.Supporto per la misurazione della capacità di giunzione del dispositivo di alimentazione in modalità ad alta tensione, come la capacità di ingresso, la capacità di uscita, la capacità di trasmissione inversa, ecc.

Sistema di prova IGBT

La configurazione del sistema di prova dei parametri statici del dispositivo di alimentazione IGBT è composta da una varietà di moduli di unità di misura.La progettazione modulare del sistema può facilitare notevolmente agli utenti l'aggiunta o l'aggiornamento di moduli di misura per adattarsi alle esigenze in continua evoluzione dei dispositivi di misurazione della potenza..

Vantaggi del sistema "doppia elevazione"

- alta tensione, alta corrente

con capacità di misurazione/uscita di alta tensione, tensione fino a 3500 V (massimo di espansione a 10 kV)

con capacità di misurazione/uscita di corrente elevata, corrente fino a 4000 A (multipli moduli in parallelo)

- misurazioni di alta precisione

nA livello di corrente di fuga, μΩ livello di resistenza

0Misurazione con precisione dello 0,1%

- Configurazione modulare

Una varietà di unità di misura può essere configurata in modo flessibile in base alle esigenze di prova effettive Il sistema riserva spazio per l'aggiornamento e le unità di misura possono essere aggiunte o aggiornate in seguito

-Alta efficienza dei test

Matrice di interruttore integrata, circuiti di interruttore automatico e unità di misura in base agli elementi di prova

Sostenere il test a chiave unica di tutti gli indicatori standard nazionali

- Buona scalabilità

Supporto di test a temperatura normale e ad alta temperatura, personalizzazione flessibile di vari apparecchi

Composizione del sistema "cubo magico"

Il sistema di prova dei parametri statici dei dispositivi di alimentazione IGBT di precisione è composto principalmente da strumenti di prova, software per computer ospitante, computer, interruttore di matrice, apparecchiature, linee di segnale ad alta tensione e ad alta corrente,eccL'intero sistema adotta l'host di prova statico sviluppato indipendentemente da Proceed, con unità di misurazione integrate di vari livelli di tensione e corrente.Combinato con il software host sviluppato da sé per controllare l'host di prova, possono essere selezionati diversi livelli di tensione e corrente in base alle esigenze del progetto di prova per soddisfare i diversi requisiti di prova.

L'unità di misura del sistema host comprende principalmente il misuratore di sorgente di impulsi desktop ad alta precisione della serie Precise P, l'alimentazione ad impulsi ad alta corrente della serie HCPL,Unità di misura di sorgente ad alta tensione della serie E, unità di misurazione C-V, ecc. Tra questi, l'unità di misurazione della fonte di impulsi di alta precisione della serie P viene utilizzata per la guida e la prova dei cancelli,e supporta un massimo di 30V@10A di uscita e di prova di impulsi■ l'alimentazione ad impulso ad alta corrente della serie HCPL è utilizzata per la prova di corrente tra collettori ed emittenti e diodi a rotazione libera.campionamento della tensione integrata, un singolo dispositivo supporta una potenza massima di corrente di impulso di 1000 A; l'unità di prova della serie E per sorgenti ad alta tensione è utilizzata per la prova della tensione e della corrente di perdita tra collettore ed emittente,con una tensione massima di uscita di 3500 VLe unità di misura della tensione e della corrente del sistema adottano una progettazione multi-range con una precisione dello 0,1%.

Il punto di prova "una chiave" dell'indice completo della norma nazionale

Precise può ora fornire un metodo di prova completo per i parametri dei chip e dei moduli IGBT, e può facilmente realizzare il test dei parametri statici l-V e C-V, e infine produrre il rapporto sulla scheda dati del prodotto.Questi metodi sono ugualmente applicabili ai semiconduttori a banda larga SiC e GaN.

Soluzione per apparecchi di prova statici IGBT

Per i prodotti IGBT con diversi tipi di imballaggi sul mercato, Precise fornisce una serie completa di soluzioni di impianto, che possono essere utilizzate per la prova di un singolo tubo TO,di altezza superiore a 80 mm.

Riepilogo

Guidata da ricerche e sviluppi indipendenti, Precise è stata profondamente coinvolta nel campo dei test dei semiconduttori e ha accumulato una ricca esperienza nei test IV.Ha successivamente lanciato contatori di misurazione delle sorgenti di corrente continua, unità di misura delle sorgenti di impulsi, contatori di misura delle sorgenti di impulsi ad alta corrente, unità di prova delle sorgenti di alta tensione e altre apparecchiature di prova, ampiamente utilizzate.Laboratori, nuove energie, fotovoltaica, energia eolica, trasporto ferroviario, inverter e altri scenari.