反向恢復(fù)時(shí)間(trr)：測量從正向?qū)ǖ椒聪蚪刂箷r(shí)，電流恢復(fù)到零的時(shí)間。

3.     安全工作區(qū)(SOA)測試：

確定器件的安全工作區(qū)，測試功率器件在何種電壓和電流組合下能夠正常工作，確保在實(shí)際應(yīng)用中，器件的工作電壓和電流不會(huì)超出安全范圍，出現(xiàn)過熱、擊穿或其他損壞現(xiàn)象。

以上只是功率器件中部分共同的測試項(xiàng)目，在實(shí)際測試測量中要根據(jù)器件本身的特性，準(zhǔn)備測試設(shè)備并搭建測試電路，對器件的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行測試。

03 解決方案-雙脈沖測試

雙脈沖測試是進(jìn)行MOSFET和IGBT動(dòng)態(tài)參數(shù)測量的常用方法，利用該測試可以更好地評估功率器件的特性，對功率器件開關(guān)損耗、電壓電流尖峰值、寄生參數(shù)等特性進(jìn)行評估，以了解產(chǎn)品的長期可靠性，方便后續(xù)產(chǎn)品的優(yōu)化。

在測試中，需要兩個(gè)脈寬不同的電壓脈沖。第一個(gè)脈沖用于建立初始狀態(tài)，預(yù)熱電路使電路中的其他元件達(dá)到相對穩(wěn)定的工作溫度，減少溫度變化對測試結(jié)果的影響，同時(shí)為電路中的電感建立一定的電流，為第二個(gè)脈沖的測試創(chuàng)造條件。

第二個(gè)脈沖用于測試功率器件的動(dòng)態(tài)特性，此時(shí)利用示波器和差分探頭測試器件開關(guān)時(shí)的電壓和電流參數(shù)，在第一個(gè)脈沖的下降沿觀測功率器件的關(guān)斷過程，第二個(gè)脈沖的上升沿觀測開通的過程，簡化的雙脈沖測試電路如圖1所示。

圖1 雙脈沖測試電路簡化示例

雙脈沖測試通常以半橋形式進(jìn)行測試，如要減少測試過程中可能產(chǎn)生的電場干擾等因素的影響，可以采用全橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試。

半橋中上管保持常閉狀態(tài)且并聯(lián)一個(gè)電感，在下管門極中發(fā)送雙脈沖，檢測下管兩端的電壓Vce和集電極電流Ic，在雙脈沖驅(qū)動(dòng)的短暫開通關(guān)斷過程中進(jìn)行功率器件各參數(shù)的測試，雙脈沖測試中的基本波形如圖2所示。

圖2 雙脈沖測試基本波形示例

圖2的藍(lán)色波形為門極發(fā)送的雙脈沖波形，綠色波形為下管兩端的電壓Vce，黑色的波形是測試到的下管集電極電流Ic。

在t0時(shí)刻門極第一個(gè)脈沖到達(dá)，此時(shí)下管的IGBT進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，電壓加在電感上，電感產(chǎn)生的電流線性上升，電流的數(shù)值由電壓和電感共同決定，在兩者都確定的情況下，第一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間越長，開啟時(shí)間越長，產(chǎn)生的電流也越大。

進(jìn)入t1時(shí)刻后，第一個(gè)脈沖結(jié)束，下管關(guān)斷，此時(shí)電感中的電流由上管中的二極管進(jìn)行續(xù)流，該電流緩慢進(jìn)行衰減，此時(shí)的電流探頭若放置在下管發(fā)射極處，將不會(huì)觀測到二極管續(xù)流時(shí)的電感電流。

在t2時(shí)刻，第二個(gè)脈沖到達(dá)，下管再次被導(dǎo)通，續(xù)流二極管進(jìn)入反向恢復(fù)，反向恢復(fù)電流同樣流過下管IGBT中，在下管集電極處的電流探頭能夠捕捉到這一瞬的電流尖峰。

在t3時(shí)刻，第二個(gè)脈沖結(jié)束，下管關(guān)斷，此時(shí)電流較大且由于雜散電感的存在，電壓出現(xiàn)尖峰。

以上步驟即是雙脈沖測試中完整的測試過程，其中可以測得IGBT的反向恢復(fù)時(shí)間、上升時(shí)間、下降時(shí)間等參數(shù)，部分可測得參數(shù)圖3所示，其中的開關(guān)損耗參數(shù)借助示波器的函數(shù)運(yùn)算功能可以計(jì)算得到，對電壓和電流信號的乘積進(jìn)行規(guī)定時(shí)間內(nèi)的積分可得到損耗值。

開通損耗的積分區(qū)間為門極電壓上升的10%到Vce電壓下降至2%的區(qū)間內(nèi)，關(guān)斷損耗的積分區(qū)間為門極電壓下降至90%時(shí)到電流降至2%的區(qū)間內(nèi)。

圖3 雙脈沖測試中部分可測參數(shù)