IGBT模块的测试简介

根据测试条件和测试线路的不同，可将IGBT模块的测试分为两大类：一类是静态参数测试，即在IGBT模块结温为25℃时进行测试，此时IGBT工作在非开关状态；另一类是动态参数测试，即在IGBT模块结温为125℃时进行测试，此时IGBT工作在开关状态。

1. 静态参数测试

（1）栅-射极大漏电流IGES测试 ，该项测试在额定的G-E极电压下进行。测试时将G-E极短路。其测试原理如图1a所示。通常情况下，Vdrive=±20V。此时IGES(+)＜100nA，而IGES(-)＞-100nA.

（2）栅极阈值电压VCE(th)测试在该项测试中，须将G-E极短路，测试原理如图1b所示。从集电极注入一恒定的电流，此时因IGBT处于关断状态，故不会有电流从C-E结间流过。G-E极间固有的电容开始充电，当G-E结上电压达到VGE(th)时，IGBT开始导通。此时，将有电流从C-E结流过，通过监控该电流就能达到测试VGE(th)的目的。VGE(th)呈负温度系数特性，经过测试，其温度系数为：-11mV/℃。例如，在25℃时，VGE(th)=3V,到150℃时，VGE(th)只有1.63V。

（3）C-E极通态压降VCE(on)测试即指在额定集电极电流Ie和额定G-E极电极VGE下的G-E极通态压降。该参数是IGBT营业中的重要参数，其大小直接决定通态损耗的大小。测试原理图见图2a。

（4）续流二极管的正向压降VEM测试即指IGBT模块中与IGBT芯片反并的续流二极管的正向压降。该值与IGBT模块的关断特性紧密相关，若VEM小，则IGBT关断速度快，关断损耗会减小，但守断时IGBT上的过冲电压尖峰较高；反之，则会造成关断损耗增大。其测试原理如图2b所示

（5）C-E极漏电流ICES测试进行该项测试时，G-E极应短路，在C-E极上加IGBT的额定电压Ve set.测试原理图见图3a。

（6）G-E极阻断电压VCES(Bias)测试进行该项测试时，栅极和发射极应短路。在指定的集电极电流值ICset下，集-射极上的小电压即为VCES(Bias)。通常情况下，Ie set=1mA.测试电路见图3b。
IGBT的阻断电压随结温的上升而上升。对于额定电压为600V的IGBT，其VCES(Bias)通常为25℃时的阻断电压，因为它随温度下降而降低，所以在-40℃时，额定电压600V的IGBT模块，其VCES(Bias)≈550V。

2. 动态参数测试

（1）擎住电流LUT测试IGBT的纵向结构为pnpn4层结构，如果条件合适，踏能像晶闸管一样擎住，此时IGBT的负载为阻性负载。通常情况下，集电极电压VCC为额定电压60%擎住电流为额定电流的两倍。LUT测试的时序如图4所示。通常测试系统的电流保护值Iprot设定为额定电流的3.5~4倍。

（2）能耗Eloss测试对于电路设计者来说，开关过程中元件内部的能量损耗非常重要，藉此可以计算出开关损耗的平均值。进行此项测试时，IGBT的负载为感性负载。总的开关损耗值由两部分组成：①开通损耗Eon,其中包括与IGBT芯片反并续流二极管的反向恢复损耗；②关断损耗Eoff,包括电流拖尾部分的损耗。IGBT开关损耗波形如图5所示。

（3）反偏安全工作区（RBSOA）测试该项测试主要用于考核IGBT模块关断时工作在大电流和电压下的工作能力。此时，IGBT的负载为感性负载，其测试原理图和参考波形如图6a所示。

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