广告

【技术大咖测试笔记系列】之十:在当今高压半导体器件上执行击穿电压和漏流测量

2021-12-20 17:51:23 泰克科技技术大咖 阅读:
宽带隙(WBG)器件由于物理特点,机身二极管压降较高,因此对空转时间和打开/关闭跳变的控制要求要更严格。准确的电源和测量测试对表征这些高压器件非常关键,以便能够及时制订正确的设计决策。

在经过多年研究和设计之后,碳化硅(SiC)和氮化镓 (GaN)功率器件正变得越来越实用。这些器件尽管性能很高,但它们也带来了许多挑战,包括栅极驱动要求。SiC要求的栅极电压(Vgs)要高得多,在负偏置电压时会关闭。GaN的阈值电压(Vth)则低得多,要求严格的栅极驱动设计。宽带隙(WBG)器件由于物理特点,机身二极管压降较高,因此对空转时间和打开/关闭跳变的控制要求要更严格。tE7ednc

准确的电源和测量测试对表征这些高压器件非常关键,以便能够及时制订正确的设计决策。提高设计裕量和过度设计只会推动成本上升,导致性能下降。此外,这些器件一般会涉及超过200 V的高压,因此确保人身安全,防止触电非常关键。tE7ednc

高压器件测试tE7ednc

高压半导体器件基本表征一般需要研究击穿电压和漏流。这两个参数帮助器件设计人员迅速确定器件是否正确制造,确定其能否有效地用于目标应用中。tE7ednc

击穿电压测量tE7ednc

在测量击穿电压时,我们要对被测器件施加一个不断提高的反向电压,直到达到一定的测试电流,表明器件被击穿。图1是使用源测量单元(SMU)仪器在高压二极管上进行击穿测量,比如使用Keithley 2470 高压源表SourceMeter® SMU仪器。注意SMU仪器怎样连接到二极管的负极上应用反向电压。对高压二极管,使用安全三同轴电缆和正确接地的安全配线箱。tE7ednc

tE7ednc

图1. 使用2470 高压SMU仪器高压二极管进行的典型击穿电压测量。tE7ednc

在判断击穿电压时,一般会在远高出被测器件预计额定值的水平上进行测量,以保证被测器件强健可靠。SMU仪器(如2470拥有1100 V源功能)一般足够高,可以测试当今SiC和GaN 器件及未来器件设计。tE7ednc

人身安全考虑因素tE7ednc

                     tE7ednc

图2: 正确接地的测试夹具。    图3: 安全互锁连接在Keithley 2470 SMU仪器面板上的位置。tE7ednc

在进行高压测试时,人身安全至关重要,必须提前预防,避免触电:tE7ednc

把被测器件(DUT)和任何暴露的连接密封在正确接地的夹具中,如图2所示的夹具。tE7ednc

在理想情况下,SMU仪器要有安全互锁,如图3中的2470后面板所示。2470可以完全互锁,在互锁无效(互锁开关闭合)时高压输出会关闭。SMU仪器的互锁电路应连接到正常开路的开关,只有在系统中的用户接入点闭合时开关才会闭合,以保证操作人员不会接触DUT的高压连接。例如,一旦打开测试夹具盖,开关/继电器就会开路,脱离2470 SMU的互锁。tE7ednc

使用额定值达到系统最大电压的电缆和连接器。吉时利TRX-1100 V高压三同轴电缆是专为2470设计的,满足了当今高压安全标准。tE7ednc

在处理通电元件上的高压时,一直戴上正确的安全手套,如图4所示。tE7ednc

tE7ednc

图4. 在处理通电元件上的高压时使用正确的安全手套tE7ednc

漏流测量tE7ednc

在典型的功率转换应用中,半导体器件作为开关使用。漏流测量表明了半导体接近理想开关的程度。此外,在测量器件的可靠性时,漏流测量用来表明器件劣化,预测器件的使用寿命。tE7ednc

半导体研究人员正在寻找各种材料,以制作质量更高的开关,生产漏流很小的高功率器件。SMU仪器(如Keithley 2470)提供了精密弱电测量功能,测量分辨率最低可达10 fA。tE7ednc

在测量<1 μA电流时,为了防止不想要的测量误差,可以使用三同轴电缆和静电屏蔽装置。三同轴电缆非常重要,部分原因是它们允许承载来自电流测量仪器的保护端子。保护功能消除了系统漏流影响,使其绕过测量端子。使用静电屏蔽装置,可以使静电电荷避开测量端子。静电屏蔽装置是一种金属配线箱,放在电路和任何暴露的连接周围。安全测试配线箱可以作为静电屏蔽装置使用。tE7ednc

使用Keithley 2470 SMU仪器和KickStart软件表征SiC功率二极管,2470 SMU仪器与吉时利KickStart软件相结合,可以准确安全地快速测试高压半导体器件上的击穿电压和反向漏流。tE7ednc

如需了解这一组合怎样成功地解决固有的挑战,请下载应用指南:使用Keithley 2470 SourceMeter®源测量单元(SMU)仪器和KickStart软件在高压半导体器件上进行击穿和漏流测量tE7ednc

关于泰克科技tE7ednc

泰克公司总部位于美国俄勒冈州毕佛顿市,致力提供创新、精确、操作简便的测试、测量和监测解决方案,解决各种问题,释放洞察力,推动创新能力。70多年来,泰克一直走在数字时代前沿。欢迎加入我们的创新之旅,敬请登录:tek.com.cntE7ednc

# # #tE7ednc

Tektronix是泰克公司的注册商标。所有其他商号均为各自公司的服务标志、商标或注册商标。tE7ednc

  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 美国国土安全部(DHS)被曝大量购买和使用手机定位数据 据EDN电子技术设计了解,美国公民自由联盟18日发表最新文件,称美国国土安全部(DHS)使用移动定位数据来追踪人们的行动,据悉美国公民自由联盟发表的记录多达数千页,其规模远远超过之前的认知。
  • 实施增材制造以推动创新 是否可以打印?这是 3D 技术世界中真实存在的问题,其中的 3D 打印,也称为增材制造,可以通过数字化仿真输出几乎所有物品,包括汽车。
  • 用于高达10kA功率扼流圈测量的晶闸管脉冲发生器 Bs&T Frankfurt am Main GmbH公司开发了一种基于晶闸管的新型脉冲发生器,并在各种感性功率器件上进行了测试。该脉冲发生器具有一些得益于晶闸管高脉冲电流处理能力的独特特性,与基于IGBT的系统相比,它具有一些主要优势。
  • 如何评估3D音频解决方案 沉浸式3D/空间音频,与XR/360视频相结合,给您带来宛若置身于茂密深林的视听体验——飘落的细枝在脚下嘎吱作响,一头鹿向东原跑去,当您的目光追着一只红衣凤头鸟而远去时,您能听见它扇动翅膀的声音。精准的头部跟踪有助于提供逼真的用户体验(UX),了解评估解决方案的关键因素,可以帮助您在不断发展的行业中找到方向。
  • 波兰网友拆德国产无线烟感,烟雾探测原来是这样实现! 本文将展示具有433MHz RF通信的CC-80型烟雾探测器的内部,我将指出它的各个部件都有什么作用,还将解释它如何检测烟雾。
  • 示波器也在向“触摸平板”进化:泰克MSO2 我曾是一名工程师,20多年前,还在上学的时候,每当老师给我们上实验课,我们就经常会去捣鼓那些放在实验室桌子上的“宝贝疙瘩”:示波器;工作以后,更是少不了与这些“笨重”的家伙打交道。后来慢慢的淡出了工程师的行业,但是依然在工作中看到各种技术支持人员每次要测试、调试的时候,就把“笨重”的设备搬到公司的检测室或者专业检测机构,进行各种各种的测试、检测、测量。当时脑海中就出现过这样的念头:为什么不能有一款“轻量级”、“便于携带”、“操控灵活”的示波器呢?
  • 采用加速度计的地震探测器 该设备无意取代地质研究所所使用的专业模型,也无法提供对地震事件的精确测量。它有助于在不提供距离或震级的情况下被动地确定地震事件。
  • 北京大学图灵班大四学生获SRC第一名,曾发多篇EDA一作论 北京大学学计算机科学系图灵班大四学生郭资政,获得本科生组全球第一名(First Place)。郭资政的研究兴趣包括组合优化问题的数据结构、算法设计和 GPU 加速,目前已直博本校集成电路学院。
  • 多分支时钟树中的抖动分析和最小化 时钟信号的抖动是电子电路中时序问题的主要原因,这其中有几个来源。在本文中,我们分析了时钟树中抖动的类型和来源,并讨论了良好的设计实践和认真的组件选择相结合如何有助于减少抖动的影响。
  • 百元以内的高性价比万用表 万用表大致分为指针型万用表和数字型万用表,现在指针型万用表的使用已经越来越少了,工程师更多使用的是精准度更高的数字型万用表,那么百元以下有哪些功能比较全的万用表呢?
  • 微软革新可折叠手机设计:内外360度折叠,无铰链无折痕 微软准备通过一种新设计颠覆可折叠智能手机市场!微软新专利显示,一种革命性的折叠机制可使可折叠屏幕既可以向内弯曲,也可以向外弯曲,实现 360 度的折叠。该设计将直接取消铰链并解决传统折叠方法所产生的折痕问题……
  • 2022年全国高校经费统计:清华大学人均预算56.78万元,“ 近日,2022年全国高校经费统计结果出炉,前六所高校已经连续三年霸榜。整体来看,“双一流”建设高校占据绝对优势,理工科院校经费多于文科,但大部分都有所增长。此外,好几所高校预算的复合年增长率超过了30%,如“国防七子”、云南大学、南昌大学等
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了