IGBT và sự phát triển ứng dụng của nó
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) là thiết bị cốt lõi của điều khiển điện và chuyển đổi điện.Nó là một thiết bị bán dẫn điện năng điện áp được điều khiển hoàn toàn bao gồm BJT (Bipolar Transistor) và MOS (Insulated Gate Field Effect Transistor). , có đặc điểm trở ngại đầu vào cao, giảm điện áp dẫn điện thấp, đặc điểm chuyển đổi tốc độ cao và mất trạng thái dẫn điện thấp,và chiếm một vị trí thống trị trong các ứng dụng tần số cao và công suất trung bình.
Sự xuất hiện của IGBT module
Cấu trúc IGBT và sơ đồ mạch tương đương
Hiện tại, IGBT đã có thể bao gồm phạm vi điện áp từ 600V đến 6500V, và các ứng dụng của nó bao gồm một loạt các lĩnh vực từ nguồn điện công nghiệp, chuyển đổi tần số, xe năng lượng mới,Sản xuất năng lượng mới cho đường sắt, và lưới điện quốc gia.
Các thông số thử nghiệm chính của các thiết bị bán dẫn điện IGBT
Trong những năm gần đây, IGBT đã trở thành một thiết bị điện tử điện năng đặc biệt hấp dẫn trong lĩnh vực điện tử điện năng, và đã được sử dụng ngày càng rộng rãi,vì vậy việc kiểm tra IGBT đã trở nên đặc biệt quan trọng. Các thử nghiệm của lGBT bao gồm thử nghiệm tham số tĩnh, thử nghiệm tham số động, chu kỳ điện, thử nghiệm độ tin cậy HTRB, v.v.
Các thông số tĩnh IGBT chủ yếu bao gồm: điện áp ngưỡng cổng-điện tử phát điện VGE ((th), lGE dòng rò rỉ cổng-điện tử phát điện, lCE dòng cắt bộ sưu tập-điện tử, điện áp bão hòa bộ sưu tập-điện tử phát điện VcE ((sat,giảm điện áp diode tự do VF, tụ điện đầu vào Ciss, tụ điện đầu ra Coss và tụ điện chuyển ngược Crsso chỉ khi các thông số tĩnh của IGBT được đảm bảo không có vấn đề,có thể các thông số động (thời gian chuyển đổi, mất chuyển đổi, phục hồi ngược của diode tự do) được thực hiện. , chu kỳ điện và độ tin cậy của HTRB được kiểm tra.
Khó khăn trong thử nghiệm các thiết bị bán dẫn điện IGBT
IGBT là một thiết bị bán dẫn điện năng tổng hợp được điều khiển hoàn toàn bằng điện áp bao gồm BJT (bipolar transistor) và MOS (insulated gate field effect transistor),có lợi thế của trở kháng đầu vào cao và giảm điện áp dẫn thấp; đồng thời chip IGBT là một chip điện tử năng lượng, mà cần phải làm việc trong môi trường của dòng điện cao, điện áp cao và tần số cao,và có yêu cầu cao về độ tin cậy của chipĐiều này mang lại một số khó khăn cho thử nghiệm IGBT:
1. IGBT là một thiết bị đa cổng, đòi hỏi nhiều thiết bị phải được thử nghiệm cùng nhau;
2. Càng nhỏ dòng rò rỉ của IGBT, càng cần thiết thiết bị tốt hơn và chính xác cao để thử nghiệm;
3Khả năng đầu ra hiện tại của IGBT rất mạnh, và nó là cần thiết để nhanh chóng tiêm một dòng 1000A trong quá trình thử nghiệm và hoàn thành lấy mẫu của sự sụt giảm điện áp;
4Điện áp chống của lGBT cao, thường dao động từ vài ngàn đến mười ngàn volt,và dụng cụ đo là cần thiết để có khả năng đầu ra điện áp cao và nA mức rò rỉ hiện tại thử nghiệm dưới điện áp cao;
5Vì IGBT hoạt động dưới dòng điện mạnh, hiệu ứng tự sưởi ấm là hiển nhiên, và nó dễ dàng làm cho thiết bị bị cháy trong trường hợp nghiêm trọng.Nó là cần thiết để cung cấp một tín hiệu xung hiện tại cấp độ Mỹ để giảm hiệu ứng tự sưởi ấm của thiết bị;
6Capacity đầu vào và đầu ra có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chuyển mạch của thiết bị. Capacity nối tương đương của thiết bị khác nhau dưới các điện áp khác nhau,nên xét nghiệm C-V rất cần thiết.
Giải pháp thử nghiệm tham số tĩnh của thiết bị bán dẫn điện IGBT chính xác
Hệ thống thử nghiệm tham số tĩnh thiết bị điện IGBT chính xác tích hợp nhiều chức năng đo lường và phân tích và có thể đo chính xác các tham số tĩnh của thiết bị bán dẫn điện IGBT.Hỗ trợ đo dung lượng nối thiết bị điện trong chế độ điện áp cao, chẳng hạn như dung lượng đầu vào, dung lượng đầu ra, dung lượng truyền ngược, v.v.
Hệ thống thử nghiệm IGBT
Cấu hình hệ thống thử nghiệm tham số tĩnh của thiết bị điện IGBT chính xác bao gồm nhiều mô-đun đơn vị đo.Thiết kế mô-đun của hệ thống có thể giúp người dùng dễ dàng thêm hoặc nâng cấp các mô-đun đo để thích nghi với nhu cầu luôn thay đổi của các thiết bị đo năng lượng.
Ưu điểm của hệ thống cao gấp đôi
- cao điện áp, cao dòng
Với khả năng đo áp suất cao, điện áp lên đến 3500V (tối đa có thể mở rộng đến 10kV)
Với khả năng đo lường / đầu ra dòng điện lớn, dòng điện lên đến 4000A (nhiều mô-đun song song)
- đo chính xác cao
nA mức điện rò rỉ, μΩ mức kháng cự
0.1% độ chính xác đo lường
-Cấu hình mô-đun
Một loạt các đơn vị đo lường có thể được cấu hình linh hoạt theo nhu cầu thử nghiệm thực tế Hệ thống dự trữ không gian nâng cấp, và các đơn vị đo lường có thể được thêm hoặc nâng cấp sau đó
- Hiệu quả thử nghiệm cao
Máy tính chuyển mạch chuyên dụng, mạch chuyển mạch tự động và đơn vị đo theo các mục thử nghiệm
Hỗ trợ thử nghiệm một chìa khóa của tất cả các chỉ số tiêu chuẩn quốc gia
-Scalability tốt
Hỗ trợ kiểm tra nhiệt độ bình thường và nhiệt độ cao, tùy chỉnh linh hoạt các thiết bị khác nhau
Thành phần của hệ thống "mật khối ma thuật"
Hệ thống thử nghiệm tham số tĩnh của thiết bị điện IGBT chính xác chủ yếu bao gồm các dụng cụ thử nghiệm, phần mềm máy tính chủ, máy tính, công tắc ma trận, thiết bị cố định, dây tín hiệu điện áp cao và điện dòng cao,vvToàn bộ hệ thống sử dụng máy chủ thử nghiệm tĩnh được phát triển độc lập bởi Proceed, với các đơn vị đo tích hợp của các mức điện áp và dòng điện khác nhau.Kết hợp với phần mềm máy tính chủ tự phát triển để điều khiển máy chủ thử nghiệm, mức điện áp và dòng điện khác nhau có thể được chọn theo nhu cầu của dự án thử nghiệm để đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm khác nhau.
Đơn vị đo của máy chủ hệ thống chủ yếu bao gồm máy đo nguồn xung máy tính để bàn chính xác cao Precise P series, nguồn điện xung cao dòng HCPL series,Đơn vị đo nguồn điện áp cao dòng ETrong số đó, bộ phận đo nguồn xung máy tính để bàn chính xác cao của dòng P được sử dụng để điều khiển cổng và thử nghiệm,và hỗ trợ đầu ra xung tối đa 30V@10A và thử nghiệmCác dòng điện xung điện cao dòng HCPL được sử dụng để kiểm tra hiện tại giữa các bộ sưu tập và phát xạ và diode tự do.lấy mẫu điện áp tích hợp, một thiết bị duy nhất hỗ trợ đầu ra dòng xung tối đa là 1000A; Đơn vị thử nghiệm nguồn điện áp cao dòng E được sử dụng để kiểm tra điện áp và rò rỉ giữa bộ sưu tập và máy phát,và hỗ trợ điện áp đầu ra tối đa 3500VCác đơn vị đo điện áp và dòng của hệ thống áp dụng thiết kế đa phạm vi với độ chính xác 0,1%.
Điểm kiểm tra "một chìa khóa" của chỉ số đầy đủ tiêu chuẩn quốc gia
Precise bây giờ có thể cung cấp một phương pháp thử nghiệm hoàn chỉnh cho chip IGBT và các thông số mô-đun, và có thể dễ dàng nhận ra thử nghiệm các thông số tĩnh l-V và C-V, và cuối cùng xuất bản báo cáo Bảng dữ liệu sản phẩm.Các phương pháp này cũng áp dụng cho các thiết bị điện SiC và GaN bán dẫn băng tần rộng.
Giải pháp thiết bị thử nghiệm tĩnh IGBT
Đối với các sản phẩm IGBT với các loại gói khác nhau trên thị trường, Precise cung cấp một bộ giải pháp cố định hoàn chỉnh, có thể được sử dụng để thử nghiệm TO ống đơn,Các mô-đun nửa cầu và các sản phẩm khác.
Tóm lại
Được hướng dẫn bởi nghiên cứu và phát triển độc lập, Precise đã tham gia sâu vào lĩnh vực thử nghiệm bán dẫn và đã tích lũy kinh nghiệm phong phú trong thử nghiệm IV.Nó đã liên tục tung ra đồng hồ đo nguồn, đơn vị đo nguồn xung, đồng hồ đo nguồn xung dòng cao, đơn vị thử nghiệm nguồn điện áp cao và các thiết bị thử nghiệm khác được sử dụng rộng rãi.phòng thí nghiệm, năng lượng mới, quang điện, năng lượng gió, đường sắt, biến tần và các kịch bản khác.
IGBT và sự phát triển ứng dụng của nó
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) là thiết bị cốt lõi của điều khiển điện và chuyển đổi điện.Nó là một thiết bị bán dẫn điện năng điện áp được điều khiển hoàn toàn bao gồm BJT (Bipolar Transistor) và MOS (Insulated Gate Field Effect Transistor). , có đặc điểm trở ngại đầu vào cao, giảm điện áp dẫn điện thấp, đặc điểm chuyển đổi tốc độ cao và mất trạng thái dẫn điện thấp,và chiếm một vị trí thống trị trong các ứng dụng tần số cao và công suất trung bình.
Sự xuất hiện của IGBT module
Cấu trúc IGBT và sơ đồ mạch tương đương
Hiện tại, IGBT đã có thể bao gồm phạm vi điện áp từ 600V đến 6500V, và các ứng dụng của nó bao gồm một loạt các lĩnh vực từ nguồn điện công nghiệp, chuyển đổi tần số, xe năng lượng mới,Sản xuất năng lượng mới cho đường sắt, và lưới điện quốc gia.
Các thông số thử nghiệm chính của các thiết bị bán dẫn điện IGBT
Trong những năm gần đây, IGBT đã trở thành một thiết bị điện tử điện năng đặc biệt hấp dẫn trong lĩnh vực điện tử điện năng, và đã được sử dụng ngày càng rộng rãi,vì vậy việc kiểm tra IGBT đã trở nên đặc biệt quan trọng. Các thử nghiệm của lGBT bao gồm thử nghiệm tham số tĩnh, thử nghiệm tham số động, chu kỳ điện, thử nghiệm độ tin cậy HTRB, v.v.
Các thông số tĩnh IGBT chủ yếu bao gồm: điện áp ngưỡng cổng-điện tử phát điện VGE ((th), lGE dòng rò rỉ cổng-điện tử phát điện, lCE dòng cắt bộ sưu tập-điện tử, điện áp bão hòa bộ sưu tập-điện tử phát điện VcE ((sat,giảm điện áp diode tự do VF, tụ điện đầu vào Ciss, tụ điện đầu ra Coss và tụ điện chuyển ngược Crsso chỉ khi các thông số tĩnh của IGBT được đảm bảo không có vấn đề,có thể các thông số động (thời gian chuyển đổi, mất chuyển đổi, phục hồi ngược của diode tự do) được thực hiện. , chu kỳ điện và độ tin cậy của HTRB được kiểm tra.
Khó khăn trong thử nghiệm các thiết bị bán dẫn điện IGBT
IGBT là một thiết bị bán dẫn điện năng tổng hợp được điều khiển hoàn toàn bằng điện áp bao gồm BJT (bipolar transistor) và MOS (insulated gate field effect transistor),có lợi thế của trở kháng đầu vào cao và giảm điện áp dẫn thấp; đồng thời chip IGBT là một chip điện tử năng lượng, mà cần phải làm việc trong môi trường của dòng điện cao, điện áp cao và tần số cao,và có yêu cầu cao về độ tin cậy của chipĐiều này mang lại một số khó khăn cho thử nghiệm IGBT:
1. IGBT là một thiết bị đa cổng, đòi hỏi nhiều thiết bị phải được thử nghiệm cùng nhau;
2. Càng nhỏ dòng rò rỉ của IGBT, càng cần thiết thiết bị tốt hơn và chính xác cao để thử nghiệm;
3Khả năng đầu ra hiện tại của IGBT rất mạnh, và nó là cần thiết để nhanh chóng tiêm một dòng 1000A trong quá trình thử nghiệm và hoàn thành lấy mẫu của sự sụt giảm điện áp;
4Điện áp chống của lGBT cao, thường dao động từ vài ngàn đến mười ngàn volt,và dụng cụ đo là cần thiết để có khả năng đầu ra điện áp cao và nA mức rò rỉ hiện tại thử nghiệm dưới điện áp cao;
5Vì IGBT hoạt động dưới dòng điện mạnh, hiệu ứng tự sưởi ấm là hiển nhiên, và nó dễ dàng làm cho thiết bị bị cháy trong trường hợp nghiêm trọng.Nó là cần thiết để cung cấp một tín hiệu xung hiện tại cấp độ Mỹ để giảm hiệu ứng tự sưởi ấm của thiết bị;
6Capacity đầu vào và đầu ra có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chuyển mạch của thiết bị. Capacity nối tương đương của thiết bị khác nhau dưới các điện áp khác nhau,nên xét nghiệm C-V rất cần thiết.
Giải pháp thử nghiệm tham số tĩnh của thiết bị bán dẫn điện IGBT chính xác
Hệ thống thử nghiệm tham số tĩnh thiết bị điện IGBT chính xác tích hợp nhiều chức năng đo lường và phân tích và có thể đo chính xác các tham số tĩnh của thiết bị bán dẫn điện IGBT.Hỗ trợ đo dung lượng nối thiết bị điện trong chế độ điện áp cao, chẳng hạn như dung lượng đầu vào, dung lượng đầu ra, dung lượng truyền ngược, v.v.
Hệ thống thử nghiệm IGBT
Cấu hình hệ thống thử nghiệm tham số tĩnh của thiết bị điện IGBT chính xác bao gồm nhiều mô-đun đơn vị đo.Thiết kế mô-đun của hệ thống có thể giúp người dùng dễ dàng thêm hoặc nâng cấp các mô-đun đo để thích nghi với nhu cầu luôn thay đổi của các thiết bị đo năng lượng.
Ưu điểm của hệ thống cao gấp đôi
- cao điện áp, cao dòng
Với khả năng đo áp suất cao, điện áp lên đến 3500V (tối đa có thể mở rộng đến 10kV)
Với khả năng đo lường / đầu ra dòng điện lớn, dòng điện lên đến 4000A (nhiều mô-đun song song)
- đo chính xác cao
nA mức điện rò rỉ, μΩ mức kháng cự
0.1% độ chính xác đo lường
-Cấu hình mô-đun
Một loạt các đơn vị đo lường có thể được cấu hình linh hoạt theo nhu cầu thử nghiệm thực tế Hệ thống dự trữ không gian nâng cấp, và các đơn vị đo lường có thể được thêm hoặc nâng cấp sau đó
- Hiệu quả thử nghiệm cao
Máy tính chuyển mạch chuyên dụng, mạch chuyển mạch tự động và đơn vị đo theo các mục thử nghiệm
Hỗ trợ thử nghiệm một chìa khóa của tất cả các chỉ số tiêu chuẩn quốc gia
-Scalability tốt
Hỗ trợ kiểm tra nhiệt độ bình thường và nhiệt độ cao, tùy chỉnh linh hoạt các thiết bị khác nhau
Thành phần của hệ thống "mật khối ma thuật"
Hệ thống thử nghiệm tham số tĩnh của thiết bị điện IGBT chính xác chủ yếu bao gồm các dụng cụ thử nghiệm, phần mềm máy tính chủ, máy tính, công tắc ma trận, thiết bị cố định, dây tín hiệu điện áp cao và điện dòng cao,vvToàn bộ hệ thống sử dụng máy chủ thử nghiệm tĩnh được phát triển độc lập bởi Proceed, với các đơn vị đo tích hợp của các mức điện áp và dòng điện khác nhau.Kết hợp với phần mềm máy tính chủ tự phát triển để điều khiển máy chủ thử nghiệm, mức điện áp và dòng điện khác nhau có thể được chọn theo nhu cầu của dự án thử nghiệm để đáp ứng các yêu cầu thử nghiệm khác nhau.
Đơn vị đo của máy chủ hệ thống chủ yếu bao gồm máy đo nguồn xung máy tính để bàn chính xác cao Precise P series, nguồn điện xung cao dòng HCPL series,Đơn vị đo nguồn điện áp cao dòng ETrong số đó, bộ phận đo nguồn xung máy tính để bàn chính xác cao của dòng P được sử dụng để điều khiển cổng và thử nghiệm,và hỗ trợ đầu ra xung tối đa 30V@10A và thử nghiệmCác dòng điện xung điện cao dòng HCPL được sử dụng để kiểm tra hiện tại giữa các bộ sưu tập và phát xạ và diode tự do.lấy mẫu điện áp tích hợp, một thiết bị duy nhất hỗ trợ đầu ra dòng xung tối đa là 1000A; Đơn vị thử nghiệm nguồn điện áp cao dòng E được sử dụng để kiểm tra điện áp và rò rỉ giữa bộ sưu tập và máy phát,và hỗ trợ điện áp đầu ra tối đa 3500VCác đơn vị đo điện áp và dòng của hệ thống áp dụng thiết kế đa phạm vi với độ chính xác 0,1%.
Điểm kiểm tra "một chìa khóa" của chỉ số đầy đủ tiêu chuẩn quốc gia
Precise bây giờ có thể cung cấp một phương pháp thử nghiệm hoàn chỉnh cho chip IGBT và các thông số mô-đun, và có thể dễ dàng nhận ra thử nghiệm các thông số tĩnh l-V và C-V, và cuối cùng xuất bản báo cáo Bảng dữ liệu sản phẩm.Các phương pháp này cũng áp dụng cho các thiết bị điện SiC và GaN bán dẫn băng tần rộng.
Giải pháp thiết bị thử nghiệm tĩnh IGBT
Đối với các sản phẩm IGBT với các loại gói khác nhau trên thị trường, Precise cung cấp một bộ giải pháp cố định hoàn chỉnh, có thể được sử dụng để thử nghiệm TO ống đơn,Các mô-đun nửa cầu và các sản phẩm khác.
Tóm lại
Được hướng dẫn bởi nghiên cứu và phát triển độc lập, Precise đã tham gia sâu vào lĩnh vực thử nghiệm bán dẫn và đã tích lũy kinh nghiệm phong phú trong thử nghiệm IV.Nó đã liên tục tung ra đồng hồ đo nguồn, đơn vị đo nguồn xung, đồng hồ đo nguồn xung dòng cao, đơn vị thử nghiệm nguồn điện áp cao và các thiết bị thử nghiệm khác được sử dụng rộng rãi.phòng thí nghiệm, năng lượng mới, quang điện, năng lượng gió, đường sắt, biến tần và các kịch bản khác.
