什么是大功率半导体元件?其用途为何? 凡是半导体元件如金属氧化场效晶体管(MOSFET)、IGBT(INSULATED GATE B.TRANSISTOR)及TRIAC(可控硅)、SCR(晶闸管)、 GTO等各型闸流体与二极管(DI ODE)等,其工作电流与电压乘积若大于1KW以上,均可属于大功率的范围。如下图片所示。功率元件由于经常有大电流往复的冲击,对半导体结构均具有一定的耗损性及破坏性
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什么是大功率半导体元件?其用途为何?
凡是半导体元件如金属氧化场效晶体管(MOSFET)、IGBT(INSULATED GATE B.TRANSISTOR)及TRIAC(可控硅)、SCR(晶闸管)、 GTO等各型闸流体与二极管(DI ODE)等,其工作电流与电压乘积若大于1KW以上,均可属于大功率的范围。如下图片所示。功率元件由于经常有大电流往复的冲击,对半导体结构均具有一定的耗损性及破坏性,若其工作状况又经常在其安全工作区的边缘,更会加速元件的老化程度,故元件老化,就如人的老化一样是不可避免的问题。此类元件多用于车船,工厂的动力,光电及其他能源的转换上。

欲测知元件老化,所须提供的测量范围为何?
当大功率元件在作导通参数的测试时,电流必须大到其所能承受的正常工作值,同时,在作关闭参数的漏电流测试时,电压也必须够高,以元件在真正工作状态下的电流与电压,如此其老化的程度才可显现。当这两个参数通过后,便表示元件基本上良好,再进一步作其他参数的测量,以分辨其中的优劣。建议进行高温测试,模拟器件使用工况,更为准确的判断器件老化程度。3电流持续时间It:10~1000us单个脉冲或双脉冲的总时间。

主要参数 测试范围 精度要求 测试条件
Vce
集射极电压 150~3300V 150~500V±3%±1V;
500~1000V±2%±2V;
1000~3300V±1%±5V; 150~3300V
Ic
集射极电流 1~200A 1~200A±3%±1A; 1~200A
Vge
栅极电压 -30V~30V -30~0V±1%±0.1V;
0~+30V±1%±0.1V -30V~30V
Qg
栅极电荷 400~20000nC Ig: 0~50A±3%±0.1mA; 400~20000nC
td(on)、td(off)
开通/关断延迟 10~1000ns 10~200±2%±2ns;200~1000±2%±5ns
tr、tf
上升/下降时间 10~1000ns 10~200±2%±2ns;200~1000±2%±5ns;
Eon、Eoff
开通/关断能量 1~5000mJ 1~50mJ±2%±0.1mJ;
50~200mJ±2%±1mJ;
200~1000mJ±2%±2mJ;
1000~5000mJ±1%±5mJ;

其中:Vcc 试验电压源
±VGG 栅极电压
C1 箝位电容
Q1 陪测器件(实际起作用的是器件中的续流二极管)
L 负载电感 :100uH、200uH、500uH、1000uH自动切换
IC 集电极电流取样电流传感器
DUT 被测器件
关断时间采用单脉冲测试,由计算机设定并控制输出集电极电压VCC值到被测器件的测试要求值(一般为被测器件额定电压的1/2),设定±VGG到测试要求值,开关被测器件DUT一次,被测器件的开冲持续时间必须保证DUT完全饱和,同时监测集电极电流IC、栅极-发射极电压VGE和集电极-发射极电压VCE,记录下被测器件IC、VCE以及VGE的波形,其中,VCE采样到示波器的CH1通道,IC取样到示波器的CH2通道,VGE采样到示波器的CH3通道,示波器通过光通讯方式将测试波形传输给计算机,由计算机对测试波形进行分析与计算,后显示测试结果。半导体元件有许多参数都很重要,有些参数如:放大倍率,触发参数,闩扣,保持参数,崩溃电压等,是提供给工程师在设计电路时的依据,在检测元件是否有老化的现象时,仅须测量导通参数及漏电流二项即可。

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