大功率半導體元件測試系統(tǒng),大功率晶閘管測試儀,大功率IGBT測試儀,大功率整流模塊測試儀,電子元器件檢測儀
IST8900 半導體分立器件全系列、全功率、全參數(shù)測試系統(tǒng)
一, 概述:
本機在啟動測試后會從被測件的功能及性開始檢測,若器件損壞或接腳錯誤則立即停止測試并顯示錯誤信息,若通過功能檢測,器件的種類及性即可顯示,同時微控制器會將使用者輸入的各測試條件由D/A送至各相對應的電流源或電壓源,同時控制各繼電器的連接,使此參數(shù)的測試電路自動形成,每一個參數(shù)依器件的性都須要一個不同的電路來測量這為繁雜的變化完全由微控制器自動完成,所要量測的電流或電壓可在短的時間(80微秒)由A/D一次或數(shù)次測試取得,8900是一個由使用者依其電路要求條件或依器件出廠指標來實際模擬測試并的取得其重要的參數(shù)來判別其優(yōu)差并測知能否承擔電路上的各種工作條件而不致?lián)p壞。此機可由輸入的單一工作條件來量側(cè)一個工作點上的參數(shù),亦可由輸入的工作范圍在3秒內(nèi)量測256個工作點的數(shù)據(jù)并將其變化以曲線表示,使用者可大致看出因其工作條件改變所產(chǎn)生的變化。
二, 導通參數(shù)的測量對MOSFET及IGBT在大電流高功率使用時的重要性
大功率器件由于其通過的電流很大,在一些導通參數(shù)上若有少許的異常,輕者會降低產(chǎn)品的功效及性能,重者器件會發(fā)熱,縮短壽命而損毀,
例如:MOSFET的導通電阻Rd(on)在導通電流Ids為500安培,柵觸發(fā)電壓Vgs為10Volt的工作條件下,正常良品參數(shù)值為42毫歐姆,若有一個不良品量出值為235毫歐姆如將其用在相同功耗的電路上必定會出問題。
又如IGBT的C-E的飽和壓降Vce(sat)的電流Ic為1000安培,柵電壓為11.5伏特時,良品的正常值一般在2.6-3.0V,若有一差品量出為5.23V時,該器件在低功耗時沒問題,但在全功率運作時間一久必遭燒毀,這些為重要又非常細微的參數(shù)必須用高速的儀器來撲捉那非常關(guān)鍵的工作點,這并非能以一般的圖示儀以工作區(qū)間的掃描方式所得到粗略的曲線數(shù)據(jù)所能比擬的。
此外MOSFET的gfs(放大倍率)及Vgs(on)柵的觸發(fā)電壓,同樣IGBT的gfs及Vge(on)等參數(shù)對產(chǎn)品所能發(fā)揮的功效也是非常重要的,當器件在開關(guān)狀態(tài)時其能承受電壓(如BVdss)及所產(chǎn)生的漏電流(Idss)等對器件的壽命亦十分重要的,也是必須量測的參數(shù),
總之,要控制產(chǎn)品的質(zhì)量,必須從器件參數(shù)測量側(cè)上把關(guān),尤其要對一些大功率或易損的器件,先由專業(yè)工程師給出重要的必測參數(shù)并將其工作條件及正常標準參數(shù)值逐一輸入,只須輸入一次即可儲存在機內(nèi)由輸入程序號即可啟動多種參數(shù)的全自動測試
三, 開關(guān)的時間參數(shù)對MOSFET及IGBT的重要性
MOSFET及IGBT均是以柵(GATE)上的電壓來驅(qū)動的器件,又因其場效應感應的構(gòu)造此柵上均有一定的電容存在,此電容的大小會影響其開(Ton)或關(guān)(Toff)的時間參數(shù),
若器件用在能量傳輸或轉(zhuǎn)換的電器上如儀器的開關(guān)電源及太陽能轉(zhuǎn)換成交流電的INVERTER當開或關(guān)的時間加長會使器件發(fā)熱,同時轉(zhuǎn)換效率就會變差,若將數(shù)十個器件并聯(lián)在的負載上使用時每個器件開或關(guān)的時間必須盡量一致,否則開得過早或關(guān)得太晚的器件會受到過高的電流沖擊,易造成器件提早燒毀,
IST8900可測量此類器件的開(Ton)和關(guān)(Toff),以納秒{ns}計。
大功率半導體元件在應用上常見的幾個問題:
1. 什么是大功率半導體元件?其用途為何?
凡是半導體元件如雙接合型電晶體(B.TRANSISTOR)、金屬氧化場效電晶體(MOSFET)、IGBT(INSULATED GATE B.TRANSISTOR)及TRIAC、SCR、 GTO等各型閘流體與二管(DI ODE)等,其工作電流與電壓乘積若大于1KW以上,均可屬于大功率的范圍。此類元件多用于車船,工廠的動力,光電及其他能源的轉(zhuǎn)換上。
2. 何謂半導體元件的參數(shù)?對元件使用上有何重要性?
中大功率的元件僅在功能上的完好是不夠的,因其必須承受規(guī)格上的zui大電壓與電流,在某條件下,zui大承受度的數(shù)據(jù)便稱為此元件的參數(shù)。若元件的工作條件超過其參數(shù)數(shù)據(jù),元件可能會立刻燒毀或造成性的損壞。
3. 大功率半導體器件為何有老化的問題?
功率元件由于經(jīng)常有大電流往復的沖擊,對半導體結(jié)構(gòu)均具有一定的耗損性及破壞性,若其工作狀況又經(jīng)常在其安全工作區(qū)的邊緣,更會加速元件的老化程度,故元件老化,就如人的老化一樣是不可避免的問題。
4. 為何老化的元件必須盡早發(fā)現(xiàn)及盡早更換?
當功率元件老化時,元件的內(nèi)阻在導通時必定會加大,因而使溫度升高,并使其效能降低。長期使用后若溫升過高時,會使元件在關(guān)閉時的漏電流急遽升高。(因漏電流是以溫度的二次方的曲線增加),進而使半導體的接口產(chǎn)生大量崩潰,而將此元件完全燒毀。當元件損毀時,會連帶將其驅(qū)動電路上的元件或與其并聯(lián)使用的功率元件一并損傷,所以,必須即早發(fā)現(xiàn)更換。
5. 如何檢測元件有老化的現(xiàn)象?
半導體元件有許多參數(shù)都很重要,有些參數(shù)如:放大倍率,觸發(fā)參數(shù),閂扣,保持參數(shù),崩潰電壓等,是提供給工程師在設計電路時的依據(jù),在檢測元件是否有老化的現(xiàn)象時,僅須測量導通參數(shù)及漏電流二項即可。將量測的數(shù)據(jù)與其出廠規(guī)格相比較,就可判定元件的好壞或退化的百分比。
6. 欲測知元件老化,所須提供的測量范圍為何?
當大功率元件在作導通參數(shù)的測試時,電流必須大到其所能承受的正常工作值,同時,在作關(guān)閉參數(shù)的漏電流測試時,電壓也必須夠高,以模擬元件在真正工作狀態(tài)下的電流與電壓,如此其老化的程度才可顯現(xiàn)。當這兩個參數(shù)通過后,便表示元件基本上良好,再進一步作其他參數(shù)的測量,以分辨其中的優(yōu)劣。
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