IGBT وتطوير تطبيقاتها

IGBT (الترانزستور ثنائي القطب معزول البوابة) هو الجهاز الأساسي للسيطرة على الطاقة وتحويل الطاقة.إنه جهاز نصف موصل طاقة مركب يتم التحكم به بالكامل من خلال الجهد الذي يتكون من BJT (ترانزستور ثنائي القطب) و MOS (ترانزستور تأثير المجال المغلق). ، لديها خصائص معوقة دخول عالية ، وانخفاض في فولتاج التوصيل المنخفض ، وخصائص التبديل عالية السرعة وخسارة حالة التوصيل المنخفضة ،ويحتل مكانة مهيمنة في التطبيقات عالية التردد ومتوسطة الطاقة.

مظهر وحدة IGBT

هيكل IGBT ورسومات الدوائر المكافئة

في الوقت الحاضر، IGBT قادرة على تغطية نطاق الجهد من 600 فولت إلى 6500 فولت، وتغطي تطبيقاتها سلسلة من المجالات من مصادر الطاقة الصناعية، ومحولات التردد، وسيارات الطاقة الجديدة،توليد الطاقة من الطاقة الجديدة للنقل بالسكك الحديدية، والشبكة الوطنية.

معايير الاختبار الرئيسية لأجهزة أشباه الموصلات IGBT

في السنوات الأخيرة ، أصبحت IGBT جهاز إلكتروني قوي جذاب بشكل خاص في مجال إلكترونيات الطاقة ، وتم استخدامها على نطاق واسع ،لذا أصبح اختبار IGBT مهم بشكل خاصاختبار lGBT يشمل اختبار المعلمات الثابتة، اختبار المعلمات الديناميكية، دورة الطاقة، اختبار موثوقية HTRB، وما إلى ذلك.

تشمل المعلمات الثابتة لـ IGBT بشكل رئيسي: الجهد الحدودي للبوابة-المصدر VGE ((th) ، الجهد الالكتروني لتسرب التيار من البوابة-المصدر، الجهد الالكتروني لقطع التيار من المجموعة-المصدر، الجهد الاكتفاء من المجموعة-المصدر VcE ((sat),انخفاض في الجهد من الديود VF ، مكثف المدخل Ciss ، مكثف الإخراج Coss ، ومكثف نقل عكسي Crsso فقط عندما يتم ضمان عدم وجود مشكلة في المعلمات الثابتة لـ IGBT ،يمكن أن المعلمات الديناميكية (تغيير الوقت، فقدان التبديل، واسترداد العكس من ثنائي الألواح الحرة) يتم إجراؤها. ، دورة الطاقة، وموثوقية HTRB يتم اختبارها.

صعوبات في اختبار أجهزة أشباه الموصلات IGBT

IGBT هو جهاز شبه موصل طاقة مركب يتم التحكم فيه بالكامل بواسطة الجهد الذي يتكون من BJT (ترانزستور ثنائي القطب) و MOS (ترانزستور تأثير المجال البوابة المعزولة) ،الذي له مزايا عائق المدخل العالي وانخفاض فولتاج التوصيل المنخفضفي نفس الوقت IGBT رقاقة هي رقاقة إلكترونية الطاقة، والتي تحتاج إلى العمل في بيئة من التيار العالي والجهد العالي والتردد العالي،و لديها متطلبات عالية على موثوقية الرقاقةهذا يجلب بعض الصعوبات لاختبار IGBT:

1IGBT هو جهاز متعدد الموانئ ، والذي يتطلب اختبار أجهزة متعددة معًا.

2. كلما كان تيار التسرب من IGBT أصغر ، كلما كانت هناك حاجة إلى معدات أفضل وذات دقة عالية للاختبار.

3. القدرة الخروج الحالية من IGBT قوية جدا، ومن الضروري أن حقن بسرعة 1000A التيار خلال الاختبار وإكمال أخذ عينات من انخفاض الجهد؛

4. إن فولتاج المقاومة لـ lGBT مرتفع ، يتراوح عموماً من عدة آلاف إلى عشرة آلاف فولت ،ويتعين أن يكون أداة القياس قادرة على إخراج فولتاج عالية واختبار تيار تسرب مستوى nA تحت فولتاج عال;

5وبما أن IGBT يعمل تحت تيار قوي، فإن تأثير التسخين الذاتي واضح، ومن السهل أن يسبب الجهاز لحرق في الحالات الشديدة.من الضروري توفير إشارة نبضات الحالية على مستوى الولايات المتحدة للحد من تأثير التسخين الذاتي للجهاز;

6. القدرة الدخلية والخارجية لها تأثير كبير على أداء التبديل في الجهاز. القدرة المقابلة للاتصال في الجهاز مختلفة تحت فولتات مختلفة،لذا فاختبار الـ C-V ضروري جداً.

حل اختبار المعلمات الثابتة لجهاز نصف الموصلات الكهربائية IGBT الدقيق

نظام اختبار المعلمات الثابتة لجهاز الطاقة IGBT الدقيق يدمج وظائف قياس وتحليل متعددة ويمكن أن يقيس بدقة المعلمات الثابتة لأجهزة أشباه الموصلات IGBT للطاقة.دعم قياس سعة تقاطع جهاز الطاقة في وضع الجهد العالي ، مثل سعة المدخلات ، سعة الإخراج ، سعة نقل العكسية ، إلخ.

نظام اختبار IGBT

تكوين نظام اختبار المعلمات الثابتة لجهاز الطاقة IGBT الدقيق يتكون من مجموعة متنوعة من وحدات القياس.يمكن أن يسهل التصميم الوحدي للنظام بشكل كبير على المستخدمين إضافة أو ترقية وحدات القياس للتكيف مع الاحتياجات المتغيرة باستمرار لأجهزة القياس.

مزايا نظام "ارتفاع مرتفع"

-الجهد العالي، التيار العالي

مع القدرة على قياس/إخراج الجهد العالي، الجهد يصل إلى 3500 فولت (يمكن توسيعه إلى 10 كيلو فولت كحد أقصى)

مع قدرة كبيرة على قياس التيار / الإخراج ، التيار يصل إلى 4000A (وحدات متعددة بالتوازي)

- قياس دقيق

nA مستوى التسرب الحالي، مستوى μΩ على المقاومة

0.1٪ دقة القياس

- التكوين العضوي

يمكن تكوين مجموعة متنوعة من وحدات القياس بمرونة وفقًا لاحتياجات الاختبار الفعلية يحتفظ النظام بتحديث المساحة ، ويمكن إضافة وحدات القياس أو ترقيتها في وقت لاحق

- كفاءة اختبار عالية

مصفوفة مفاتيح مخصصة مدمجة ، دوائر مفاتيح تلقائية ووحدات قياس وفقاً لعناصر الاختبار

دعم اختبار مفتاح واحد لجميع المؤشرات القياسية الوطنية

- قابلية للتوسع الجيدة

دعم اختبار درجة الحرارة العادية ودرجة الحرارة العالية ، وتخصيص مرن لمختلف الأجهزة

تركيب نظام "المكعب السحري"

نظام اختبار المعلمات الثابتة لجهاز الطاقة IGBT الدقيق يتكون أساسًا من أدوات الاختبار وبرمجيات الكمبيوتر المضيف والكمبيوتر ومفتاح المصفوفة والأجهزة اللاصقة وخطوط إشارة الجهد العالي والتيار العالي ،الخيعتمد النظام بأكمله على مضيف الاختبار الساكن الذي طورته شركة Proceed بشكل مستقل ، مع وحدات قياس مدمجة لمختلف مستويات الجهد والتيار.جنبا إلى جنب مع برنامج الكمبيوتر المضيف المطور بنفسه للسيطرة على مضيف الاختبار، يمكن اختيار مستويات مختلفة من الجهد والتيار وفقا لاحتياجات مشروع الاختبار لتلبية متطلبات الاختبار المختلفة.

تتضمن وحدة قياس نظام المضيف بشكل رئيسي Precise P series high-precision desktop pulse source measure meter، HCPL series high current pulse power supply،وحدة قياس مصدر الجهد العالي من سلسلة E، وحدة قياس C-V ، الخ من بينها وحدة قياس مصدر نبض سطح المكتب من سلسلة P عالية الدقة تستخدم لقيادة البوابة والاختبار ،ويدعم ما لا يزيد عن 30V @ 10A من النبضات الخارجة والاختبار؛ يتم استخدام سلسلة HCPL إمدادات الطاقة النبضات عالية التيار لتجربة التيار بين المجتمعات والمصدرات والديودات حرة الدراجة الاختبار، 15us الطرف الصاعد من التيار فائق السرعة،عينة الجهد المدمج، جهاز واحد يدعم أقصى إنتاج للتيار النبض من 1000A ؛ وحدة اختبار مصدر الجهد العالي من سلسلة E تستخدم لاختبار التوتر وتسرب التيار بين الجمع والمنبع ،ويدعم أقصى جهد 3500 فولت، ولها وظيفة قياس التيار الخاصة بها. وحدات قياس الجهد والتيار في النظام تعتمد تصميم متعدد المدى بدقة 0.1٪.

عنصر الاختبار "مفتاح واحد" للمؤشر الكامل للمعيار الوطني

يمكن أن توفر Precise الآن طريقة اختبار كاملة لشريحة IGBT ومعلمات الوحدة ، ويمكن أن تدرك بسهولة اختبار المعلمات الثابتة l-V و C-V ، وأخيراً إصدار تقرير ورقة بيانات المنتج.هذه الأساليب تنطبق بنفس القدر على أشباه الموصلات واسعة الفجوة SiC و GaN أجهزة الطاقة.

محلول مصعد الاختبار الثابت IGBT

بالنسبة لمنتجات IGBT مع أنواع مختلفة من الحزم في السوق ، توفر Precise مجموعة كاملة من حلول الأجهزة ، والتي يمكن استخدامها لاختبار أنبوب واحد ،وحدات نصف جسر ومنتجات أخرى.

ملخص

وبتوجيه من البحوث والتطوير المستقلين، شاركت شركة Precise بشكل عميق في مجال اختبار أشباه الموصلات، واكتسبت خبرة غنية في اختبار IV.لقد أطلقت على التوالي أجهزة قياس مصادر التيار المباشر، وحدات قياس مصدر النبضات، أجهزة قياس مصدر النبضات ذات التيار العالي، وحدات اختبار مصدر الجهد العالي وغيرها من معدات الاختبار، والتي تستخدم على نطاق واسع.المختبرات، الطاقة الجديدة، الطاقة الكهروضوئية، طاقة الرياح، النقل بالسكك الحديدية، المحولات والسيناريوهات الأخرى.