开通脉宽对功率半导体器件双脉冲测试的影响

为更好地开展功率半导体器件的双脉冲测试,文章系统性地研究了开通脉宽对功率半导体器件双脉冲测试的影响。通过理论分析结合仿真验证的方式分别研究了IGBT器件和MOSFET器件开关特性与开通脉宽之间的关系,研究发现,IGBT器件和MOSFET器件都会受到关断延时电流偏差和测量自热效应的影响:如果开通脉宽太小,关断延时电流偏差会影响双脉冲测试结果;如果开通脉宽太大,测量自热效应会显著影响双脉冲测试结果;同时,当开通脉宽太小时,IGBT器件的双脉冲测试结果还会额外受到非稳态开关效应影响,而非稳态开关效应会导致测试波形振荡严重,可能损坏器件,但MOSFET器件不会受到非稳态开关效应的影响。研究结果表明,IGBT器件和MOSFET器件都存在一个合理的开通脉宽(或负载电感电感值)范围,在该范围内器件的开关特性几乎不受开通脉宽的影响,而上限临界脉宽建议通过产品手册的热阻抗曲线进行估算,下限临界脉宽建议通过双脉冲实测的方式来确认。

结温对双界面法测量功率模组R_(thJC)的影响

JEDEC 51-14标准的瞬态双界面法(TDIM)是指让半导体器件通过相等的加热电流,分别测量器件散热面通过两种不同导热介质与散热器相接触时的瞬态热阻抗曲线,利用两条瞬态热阻抗曲线的分离点来确定待测器件的结-壳热阻R。但在相等的加热电流测试条件下,有的功率器件会出现热阻抗曲线提前分离的现象。此处首先列举了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率模组在不同结温下的测试数据,定性地介绍该现象。其次,从材料热力学的角度对该现象的物理机制进行了理论分析。最后,基于自研IGBT功率模组进行定量计算及实测验证,对比结果表明所提热力学改进模型与实测结果吻合。