一、概述
雙脈沖測試是用于測量 MOSFET 和 IGBT 功率設備的開關參數的標準方法。在以前,設置雙脈沖測試非常耗時,因為函數發(fā)生器沒有內置的方式來配置和設置測試。
二、測量方法
對于在 SiC 和 GaN 器件上工作的功率設備工程師來說,更大限度地降低開關損耗仍然是一項主要挑戰(zhàn)。測量開關參數和評估硅、碳化硅、氮化鎵 MOSFET 和 IGBT 動態(tài)行為的標準測試方法是雙脈沖測試 (DPT)。雙脈沖測試可用于測量設備開啟和關閉期間的能量損失,以及反向恢復參數。
(1)測試設備
使用兩臺設備執(zhí)行雙脈沖測試。一臺設備是被測設備 (DUT),另一臺設備通常與 DUT 屬于同一類型。注意“高"側設備上的感應負載。電感器用于復制轉換器設計中可能存在的電路條件。使用的儀器包括用于提供電壓的電源或 SMU,用于輸出脈沖(這些脈沖觸發(fā) MOSFET 的柵極,使其開啟以開始傳導電流)的任意函數發(fā)生器 (AFG),以及用于測量生成的波形的示波器。
(2)驅動信號
生成柵極驅動信號以執(zhí)行雙脈沖測試的簡單方法是使用任意波形發(fā)生器 (AFG)。AFG 可用于生成柵極驅動信號以執(zhí)行雙脈沖測試。泰克 AFG31000 內置雙脈沖測試應用程序,可生成具有不同脈沖寬度的脈沖。
(3)測量反向恢復
二極管的反向恢復時間是衡量二極管中開關速度的指標,因此會影響轉換器設計中的開關損耗。反向恢復電流發(fā)生在第二個脈沖接通期間。如圖所示,在第 2 階段,二極管正向導通。當低側 MOSFET 再次開啟時,二極管應立即切換到反向阻斷狀態(tài);但是,二極管將在短時間內以相反的條件進行,這被稱為反向恢復電流。這種反向恢復電流會轉化為能量損失,直接影響功率轉換器的效率。
(4)光隔離探頭
在半橋功率轉換器中進行高壓測信號測量具有挑戰(zhàn)性,因為參考測量的源端或集端會快速上下震蕩。SiC 和 GaN FET 等寬禁帶器件甚至更難測量,因其可以在幾納秒內切換到高電壓。快速變化的共模電壓所產生的噪聲會泄漏到差分測量中,并隱藏 VGS 和 VDS 的真實情況。IsoVu 光隔離探頭具有全帶寬共模抑制性能,通常一次即可讓信號的真實情況一覽無余,可以按 100V/ns 或更快的速度在 ±60kV 的基準電壓上提供精準的差分測量,提供 200 MHz、500 MHz 和 1 GHz 的一系列帶寬,以適合您的預算并構建具有特定項目所需性能的工作平臺。