我們在選購功率器件動態(tài)參數(shù)測試系統(tǒng)時,都會先基于各設(shè)備廠商提供的參數(shù)手冊給出的信息進行對比評價,選出備選設(shè)備再進行實測驗證,最后綜合成本、測試能力范圍、實測結(jié)果確定要采購的設(shè)備。參數(shù)手冊中提供的信息能夠幫助判斷設(shè)備是否符合我們的需求、了解設(shè)備的能力水平,還能夠為進行實測驗證提供指導(dǎo),可以說是非常重要了。但很多工程師在進行參數(shù)手冊對比時往往會無從下手,或者沒有真正理解參數(shù)背后所代表的的含義。
一、 測試項目
首先我們需要了解測試系統(tǒng)能夠?qū)δ男┓N類和封裝形式的器件進行測試,圖1所示,DPT1000A可以對Si和SiC的MOSFET、IGBT、Diode進行測試。封裝類型非常豐富,幾乎囊括了所有分立器件封裝類型。
動態(tài)測試設(shè)備的測試項目通常包括開關(guān)特性和反向恢復(fù)特性兩個部分,以往以獨立設(shè)備形式存在的柵電荷、短路、雪崩、RBSOA等測試在最近幾年出現(xiàn)與動態(tài)測試系統(tǒng)合并的趨勢。在關(guān)注測試項目的同時,還需要關(guān)注各測試項目能夠給出的參數(shù)包括哪些。
參數(shù)/特性表征這一列看起來非常熱鬧,三個測試項目對應(yīng)的參數(shù)/特性表征分別有14項、10項和3項,看得人眼花繚亂。了解這三個測試項目測試原理話就會知道,測試設(shè)備完成測試后給出的器件參數(shù)都是基于測試波形計算得到的。在表格中,開關(guān)參數(shù)就是基于Vgs vs. t、Ids vs. t、Vds vs. t這三個波形計算得到的,反向恢復(fù)特性就是基于Id vs. t、Vds vs. t這兩個波形計算得到的,柵電荷就是基于Vgs vs. t、Ig vs. t這兩個波形計算得到的?;跍y試波形進行器件參數(shù)計算時,必須要明確參數(shù)的定義,例如開關(guān)時間的起始點、損耗計算的起始點等。從表格下方的備注中可以看出,DPT1000A的參數(shù)定義是基于IEC60747和JESD24這兩個標準的。
二、 測試范圍及設(shè)定精度
在了解到動態(tài)測試系統(tǒng)能夠完成的測試項目后,就需要關(guān)注各個測試項目在測試時的測試范圍及設(shè)定范圍了。關(guān)注這一點的原因是:被測器件的規(guī)格范圍會非常廣,常見的功率器件電壓等級從20V到1700V、電流等級從0.5A到100A,則對應(yīng)的測試條件會千差萬別,那么動態(tài)測試系統(tǒng)能夠滿足的測試范圍直接決定了被測器件的規(guī)格范圍;動態(tài)測試的基本要求是在指定的工況下完成動態(tài)過程,一般是指定的電壓、電流、驅(qū)動電壓等條件,那么這些參數(shù)的設(shè)定精度也會直接影響到測試結(jié)果的有效性,設(shè)定精度太低,實際的工況就會與要求的工況偏離太多。
此外,大家對于測試范圍存在這樣一個誤區(qū),即認為測試范圍指的是圖2中各參數(shù)的范圍。這種測試范圍的定義,雖然不算錯誤,但體現(xiàn)出對測試理解不夠深入,且這樣的定義不夠直接和有效。如上所示,測試范圍主要起到定義被測器件規(guī)格的作用,那么,只要看測試的電壓、電流范圍即可,要求在此范圍內(nèi)被測器件都能夠被測試。
電壓的設(shè)定精度直接由系統(tǒng)配置的高壓電源決定,電流設(shè)定精度由脈寬設(shè)定精度決定,而脈寬設(shè)定精度由系統(tǒng)配置的雙脈沖信號發(fā)生器決定,如圖6所示,DPT1000A提供了高壓電源和雙脈沖信號發(fā)生器型號,大家可以找到對應(yīng)的參數(shù)。
三、 測量范圍及精度
最后我們需要關(guān)注的是測量范圍和精度,這項參數(shù)直接對應(yīng)到系統(tǒng)中的測量儀器儀表,包括示波器、電壓套探頭、電流探頭。
在以往動態(tài)設(shè)備的參數(shù)手冊中,對于測量范圍和精度,往往只給出數(shù)值,例如:測量帶寬100MHz、測量精度2%、驅(qū)動電壓測量范圍-30V到+30V。這樣的標注方法雖然沒有錯誤,但對我們在進行設(shè)備選型時并不友好。首先,只給出數(shù)值的情況下,這些指標無從考證,且無法深層次判斷測試系統(tǒng)的測量能力水平高低。
所以DPT1000A通過優(yōu)化的測試電路設(shè)計、獨有的測試轉(zhuǎn)接板、合理的測試接線、充分的探頭校準,確保了測試波形的正常,在配合高精度探頭,能夠為客戶提供更有價值的測試結(jié)果。