泰克科技功率器件双脉冲测试解决方案

在当今快速发展的电力电子技术领域，功率半导体器件的性能优化至关重要。双脉冲测试（DPT）作为一种关键的测试方法，为功率器件的动态行为评估提供了精准的手段。本文将深入解析双脉冲测试的原理、应用及泰克科技在这一领域的先进解决方案，并介绍泰克专家高远新书的相关内容。

双脉冲测试的目标参数

在设计功率转换器时，理想状态是功率损耗为零，但现实中开关损耗不可避免。传统的硅基转换器效率约为87%至90%，这意味着10%至13%的输入功率以废热形式耗散，其中大部分损耗发生在MOSFET或IGBT等开关器件中。因此，精确测量这些器件的开关参数对于优化设计、提升效率至关重要。

双脉冲测试是测量MOSFET或IGBT开关参数的首选方法，被广泛应用于JEDEC和IEC标准中，如JEP182、JESD24-10、IEC 60747-9等。该测试方法能够在受控的电压、电流和温度条件下，通过脉冲限制被测器件（DUT）的自发热并保持稳定的结温，从而准确测量开关参数。

双脉冲测试的目标是测量以下开关参数：

? 导通参数：包括导通延迟时间td(on)、VDS下降时间tf、导通时间ton、最大漏极电流ID、dv/dt、di/dt、导通能量Eon和动态导通电阻RDS(on)。

? 关断参数：包括关断延迟时间td(off)、VDS上升时间tr、关断时间toff、最大漏源电压VDSM、dv/dt、di/dt、关断能量Eoff和输出电荷Qoss。

? 反向恢复参数：包括反向恢复时间tr、反向恢复电流Ir、反向恢复电荷Qrr、反向恢复能量Err和正向导通电压VSD。

双脉冲测试的三阶段

典型的双脉冲测试电路如图1所示，通过高侧和低侧FET的配置，实现对功率器件的精确测量。

测试分为三个重要阶段：

1）建立目标测试电流，调整第一个脉冲的宽度以通过负载电感提供所需的测试电流。

2）第一个脉冲的关断及测量，此时 Id已达到目标测试电流，并在功率器件关断时降至零。测量关断延迟(td(off))、下降时间( tf )、关断时间( toff)、关断能量(Eoff)、dv/dt 和di/dt。负载电流从负载电感流经续流二极管。关断时间保持较短以将负载电流维持在目标Id。

3）第二个脉冲的导通及测量，在此阶段进行导通测量，目标Id开始重新流入功率器件。导通期间的电流过冲是由于续流二极管反向恢复时的暂时过量电流。第二个脉冲宽度仅保持足够长以确保稳定测量，同时避免过热。

图1：用于测量低侧FET开关损耗的双脉冲测试电路；图2：以MOSFET为DUT的电流流向；图3：以IGBT为DUT的电流流向。

图4：双脉冲测试波形。顶部波形显示施加到栅极或栅极驱动器的信号。底部信号是对应的漏极电流（Ic）和漏源电压（VDS）。测量在第1和第2阶段以及第2和第3阶段之间的过渡处进行。

泰克科技的双脉冲测试解决方案

泰克科技提供全面的仪器、探头和软件，以满足双脉冲测试的需求。

典型的仪器配置可参考下图所示，节选自《SiC功率器件：特性、测试和应用技术》第二版。

《SiC功率器件：特性、测试和应用技术》第二版的作者高远先生，是资深的功率器件专家，凭借多年在碳化硅器件测试与表征领域的深厚积累，为本书注入了极具价值的专业内容。该书不仅对SiC功率器件的特性、测试和应用技术进行了全面而深入的剖析，更在第五章用接近100页的篇幅详细介绍了双脉冲测试的基本原理、仪器仪表的选择和其他注意事项。

随着国产碳化硅产业的蓬勃发展，此次第二版的更新，无疑为工程师和科研工作者提供了与时俱进的行业动态与技术指引。

在此，我们也更新了双脉冲测试的应用指南，提供详细的双脉冲测试示例详解。

导通能量与关断能量计算方法

反向恢复能量损耗计算公式

双脉冲测试软件的自动化测量功能，与手动测试方法的对比

双脉冲测试的示波器探头选择

高/低侧开关测量的探头连接

测量低侧二极管反向恢复参数的探头配置

双脉冲测试测量示例详解

双脉冲测试

双脉冲测试是功率半导体器件测试的关键技术，泰克科技凭借其先进的仪器和软件，为工程师提供了强大的测试支持。高远先生的新书《SiC功率器件：特性、测试和应用技术》进一步深化了对SiC器件测试技术的理解，为行业的发展提供了宝贵的参考。