東莞市力高大同自動化設(shè)備有限公司是國內(nèi)企業(yè)儀器儀表自動化測試設(shè)備及電源老化產(chǎn)品供應(yīng)服務(wù)商，公司客戶涵蓋制造、科研、教育、電力、能源、通信、環(huán)保等眾多領(lǐng)域。
　　力高大同具有高效的供應(yīng)服務(wù)體系，并擁有一支專業(yè)高素質(zhì)的服務(wù)團隊。力高大同的服務(wù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：
　　（1）專業(yè)的產(chǎn)品選型與測試解決方案服務(wù)
　　（2）批量或配套產(chǎn)品集中訂購配套服務(wù)
　　（3）免費用戶樣品測試服務(wù)
　　（4）常用儀器應(yīng)急庫存
　　（5）儀器設(shè)備維修服務(wù)，免收檢查運輸費用。
　　（6）多幣種結(jié)算方式
　　（7）特種產(chǎn)品訂制服務(wù)（如老化實驗設(shè)備）
　　目前，力高大同在深圳、上海、廣州、蘇州、廈門、南京、武漢、北京、香港等國內(nèi)電子工業(yè)發(fā)達地區(qū)設(shè)立了服務(wù)與合作機構(gòu)，并通過力高大同在全國各地的經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)，為廣大客戶提供優(yōu)質(zhì)的本地化服務(wù)。
　　力高大同一貫秉承“專業(yè)、規(guī)范、誠信”的宗旨，并在實踐中不斷提升公司的服務(wù)能力和水平，為客戶提供專業(yè)、高效、全面、經(jīng)濟的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)服務(wù)。

由于IGBT在功率半導體的市場日趨重要，使用新的測試方法來測試產(chǎn)品特性及生產(chǎn)是必須的。在此介紹的模組化測試系統(tǒng)是瞄準功率電晶體的靜態(tài)及動態(tài)量測，討論的是IGBT設(shè)計者或是此類設(shè)備采購者關(guān)切的需求。先列出IGBT測試所須的線路圖并定義所有的參數(shù)，后再就控制系統(tǒng)的選擇舉一實例來說明該系統(tǒng)的基本架構(gòu)。

IGBT測試系統(tǒng)需求

近年來，電子工業(yè)不斷發(fā)展功率元件及系統(tǒng)，而電力電子工業(yè)中使用IGBT裝置的數(shù)量也急速增加。由半導體至電力產(chǎn)品之制造廠皆希望在這些產(chǎn)品中改善成較好的效率及降低所有工業(yè)制程步驟的成本，從產(chǎn)品的研發(fā)至后產(chǎn)品品質(zhì)的控制過程皆必須被完善控制。對這些所有的步驟，測試相對地變的非常重要，且必需準確及可靠。對在生產(chǎn)過程而言， 測試設(shè)備須具備多樣的特點來配合不同的測試需求。研發(fā)工程師需要知道其特性便于其設(shè)計，生產(chǎn)的人員須要快速且容易使用的工具，可控制他們的生產(chǎn)制程，品質(zhì)管制人員則需要檢查他們所組合的產(chǎn)品的特性及收集他們的結(jié)果來做統(tǒng)計分析。

(一)多用途性(Versatility)

現(xiàn)代的測試設(shè)備所須的功能，必須能不被限制其zui大電流及電壓之供給。目前IGBT的產(chǎn)品其電流可通過1200A及阻斷電壓可高達3300V，但不久之后IGBT的產(chǎn)品即會有達到4500V及2000A的能力。且無人可預測未來其電壓及電流可達到多少，再者，現(xiàn)今IGBT 的測試設(shè)備，也須能測試新元件MCTS ( MOS Contrlled Thyristort) 或是IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor)。

因此，測試設(shè)備的評估上，須能適應(yīng)及符合未來可能的發(fā)展，其不論是硬體，如電壓電流產(chǎn)生器或軟體上。

IWATSU公司推出的CS-3000給用戶提出了的解決方案

(二)操作簡單(Ease of Handling)

測試設(shè)備除了上述之特色外，應(yīng)仍保持操作簡單及效率佳的能力。達此目的之方法即是使用者不須具備特殊訓練即可操作此設(shè)備。如有使用晶體管特性圖示儀的用戶，操作起來會更加方便。此測試系統(tǒng)亦可經(jīng)常地改變測試的半導體元件的型式(通常一天數(shù)次)，對新的半導體元作的型式其可能會須要不同的制具(jig)，或是更復雜的驅(qū)動閘控制，或是一緩沖器 (Sunbber) 的保護等。因此，使用模組化系 統(tǒng)即可達到上述之需求。在一個基本的測試系統(tǒng)上，加上一些可更換的測試單元，使其可執(zhí)行不同范圍產(chǎn)品的量測。

(三)安全性(Safety)

IGBT的測試系統(tǒng)因其可提供非常高的電壓輸出，對操作者來講是有一 潛在的危險性，當在操作高電壓及大電流時，操作員的安全性應(yīng)予以考慮，即該設(shè)備須在不同的規(guī)范中皆可符合其安全標準。

在執(zhí)行測試時，在危險的區(qū)域應(yīng)使用滑動式門鎖定而予以保護，所有參數(shù)皆應(yīng)設(shè)置于安全的工作區(qū)域中，所有的保護措施的控制皆應(yīng)由硬體部份來控制，而不是軟體來控制。很顯然的，在整條生產(chǎn)線上（研發(fā)測試時），時間是一個很重要的因素，因此，安全系統(tǒng)必須要很方便，而盡可能地對測試的速度影響愈小愈好。

靜態(tài)測試(Static tests)

此測試之目的在提供元件(device)的詳細特性，讓設(shè)計者能地預測元件在穩(wěn)態(tài)(Steady state)情況時之行為，此可協(xié)助使用者選擇的元件來用于他的應(yīng)用中，更進一步地讓其對與半導體元件相連接的設(shè)備如：電壓鉗式單元，閘驅(qū)動，冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計更為妥切。

(一)集射崩潰電壓 (Collector Emitter Breakdown Voltage) VCEs

量測于特定的集電流IC下閘短路至射時，跨于集、射兩端之電壓為VcEs 如圖1, IGBT 的集射崩潰電壓是會隨著介面(Junction)溫度增加而增加的(典型對600V之IGBT 會有0.7V/℃)

(二)集至射的泄漏電流IcEs ［或稱為集的截止(Cut-off )電流］

在額定的集射電壓和閘射短路下之集電流為IcEs值(如圖2), IcEs的量測通常在25℃及zui大的工作介面(Junction)溫度，且集泄漏電流 亦會隨介面溫度升高而增加。因此，在測試期間限制電流流過及避免 thermal升高是很重要的。

(三)集至射的飽和電壓 (Collector to emitter saturation voltage) VcEsat
VcEsat(圖3)是在特定的集電流，閘射電壓及介面溫度時之集射導通電壓VcEsat是相當重要的特性，因為其會決定導通之損失，在大的 電流時，測試的脈沖必須非常短，如此不致有過多之損失。

(四)二體順向電壓(Diode Forward Voltage) VF

VF(圖4)是指IGBT模組中的飛輪二體(Freewheeling Diode)在特定電流

及介面溫度時之順向?qū)妷褐怠?/p>

(五)閘臨界電壓(Gate threshold Voltage) VGeth

VGeth(圖5)是指在特定集電流及閘短路至集時之射的電壓值。 當閘射電壓小于臨界值時IGBT是OFF狀態(tài)，因此閘臨界電壓即是閘射電壓使IGBT導通并流過特定的集電流。VGEth是隨著介面溫度遽增而遞減的(-11mV/℃)。

(六 )跨導(Transconductance) gfs

跨導(gfs)(圖6)是于特定集電流時，集電流和閘射電壓之商數(shù) 。 跨導是用來表示IGBT增益的方式。由于跨導的量測是在清楚嚴格的特定條件下所做的兩個量測之值，因此，測試設(shè)備的性對測試結(jié)果有很大的影向力。

第二種方法是調(diào)整閘射電壓至特定的集射電壓(VP)并思考下列式子：

△ VGE = △Vp

IGBT的順向跨導是會隨著介面溫度升高而增加的，其原因在于定閘電壓時，增加集電流時，因電流Thermal run-away而會使晶片溫度升高，因此IGBT 并不被建議來當做一個線性放大器使用。

(七)閘電荷(QGE, QcG, QG)及閘電容(Cies, Coes, Cres)

QGE(圖7)是由驅(qū)動電路傳送。使用閘射電壓達可維持特定集電流之電荷值。 QCE是由驅(qū)動電路傳送。允許跨于閘電容的電壓，由特定之值降至后導通值之電荷值。 QG是閘總電荷值，是QGe是QcG及另一附加之成份之總和，此附加之值和閘＂Overdrive＂電壓有關(guān)由于有一些未知的雜散(stray) 電容存在電路中，所以校正脈沖是必須的。在每一測試前都會先測試雜散(Stray)電容，并用該值來修正閘電荷/電容之值。此雜散電容會依接線及氣候溫度等條件而變化。

閘電荷及電容之規(guī)格在規(guī)劃閘驅(qū)動電路及決定閘驅(qū)動損失時是非常有用的。

(八)閘至射之泄漏電流IGEs

IGEs(圖8)是指在特定的閘射電壓及集短路至射時閘之泄漏電流 。此測試可能可以知道正或負的閘射電壓。所量測的電流是相當小的，因此，脈沖至少須維持一個電源周期的積分時間，避免因閘電容吸收的電流所產(chǎn)生之誤差。此量測必須在閘電壓穩(wěn)定后才可進行。