一、參數(shù)解讀

極限值

01

一般來說任何情況下MOSFET工作狀態(tài)超過以下指標(biāo)，均可能造成器件的損壞，以龍騰650V99mΩ器件規(guī)格書為例：

第一列為參數(shù)名稱，漏源極電壓、漏極連續(xù)電流、漏極脈沖電流、柵源極電壓、單次雪崩能量、耗散功率、結(jié)溫和儲(chǔ)存溫度、二極管連續(xù)正向電流、二極管脈沖電流。第二列為參數(shù)符號(hào)，第三列為參數(shù)的極限值，第四列為參數(shù)的單位。

重點(diǎn)介紹漏極連續(xù)電流Id的計(jì)算

靜態(tài)參數(shù)

02

BVDSS表示漏源極之間能承受的電壓值，這里標(biāo)注的是最小值650V。VGS(th)表示MOSFET的開啟電壓，它是負(fù)溫度系數(shù)，隨著溫度的增加，器件的開啟電壓逐漸減小，以100℃為例，此時(shí)開啟電壓已經(jīng)降低到25℃時(shí)的0.77倍

IDSS表示漏極的漏電流，在VDS=650V時(shí)，最大不超過1uA；

IGSSF、IGSSR分別表示柵極正向漏電流、反向漏電流，在VGS=±30V時(shí)，不超過100nA； RDS(on)表示器件的導(dǎo)通電阻，它與器件的測試條件及溫度有關(guān)。 當(dāng)溫度升高時(shí)，RDS(on)逐漸變大，呈現(xiàn)正溫度系數(shù)； 測試條件VGS=10V固定，測試電流ID不斷增加時(shí)，RDS(on)也不斷加大。

動(dòng)態(tài)參數(shù)

03

電容參數(shù)：

規(guī)格書參數(shù)部分只標(biāo)注了一個(gè)點(diǎn)的值，即在測試條件VDS=100V，VGS=0V，f=250kHz時(shí)，Ciss=3250pF、Coss=115pF、Crss=4.5pF。 功率器件的結(jié)電容是隨著電壓變化的，規(guī)格書中的C-V 曲線上可以讀出在各個(gè)電壓下的結(jié)電容值。

開關(guān)參數(shù)：

測試條件中包含VDD、ID、Rg、VGS，注意在不同的測試條件下，參數(shù)測試值不相同。

柵電荷參數(shù)

04

注：柵極電荷參數(shù)注意測試條件中VGS=0to10V，即規(guī)格書中的Qg表示柵極從0V充電到10V所需的電荷量，往往實(shí)際使用時(shí)不是這個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓。

體二極管參數(shù)

05

注：VSD表示體二極管正向?qū)〞r(shí)的壓降，其值隨著IS的增大而增大，隨著溫度的升高而減小。

注：trr表示反向恢復(fù)過程的時(shí)間，Qrr表示反向恢復(fù)過程的電荷量，Irrm表示反向恢復(fù)過程的電流尖峰

二、參數(shù)測試和曲線解讀

靜態(tài)測試

01

靜態(tài)測試項(xiàng)目包含： BVDSS、VTH、IDSS、IGSSF、IGSSR、RDSON，一般使用功率器件靜態(tài)測試儀進(jìn)行測試，每一顆器件出廠前在封裝完成之后，都會(huì)經(jīng)過在100%的FT測試中進(jìn)行靜態(tài)參數(shù)的測試才會(huì)交到用戶手中。

其中BVDSS，我們通過灌電流讀電壓的方式得到，在柵極VGS=0V時(shí)讓器件流過ID=250uA，此時(shí)器件的兩端電壓值就是器件的耐壓BVDSS。

VTH：器件開啟的電壓，將柵-漏極短接，持續(xù)增加VGS當(dāng)器件流過ID=250uA，此時(shí)柵極所施加的電壓值為VTH。

IDSS：VGS電壓為0保持器件關(guān)斷，對(duì)器件施加額定電壓值，測試此時(shí)的電流。

IGSSF、IGSSR：對(duì)器件施加對(duì)應(yīng)VGS電壓，此時(shí)IGS相對(duì)應(yīng)的漏電流值為IGSSF、IGSSR。

RDSON：導(dǎo)通電阻，給器件一定柵極電壓，讓器件流過對(duì)應(yīng)電流，所測得的導(dǎo)通DS間電阻值。

動(dòng)態(tài)測試

02

動(dòng)態(tài)測試是器件在開關(guān)過程中所獲得的參數(shù)，決定著器件的開關(guān)性能。

（1)Qg

Qg參數(shù)由如上電路測試得到，通過對(duì)Ig的積分，得到Qg，在繪制出Qg-VGS曲線，我們可以看到分為三個(gè)階段，把一個(gè)向上的階段定義為Qgs，把米勒平臺(tái)階段定義為Qgd，把整個(gè)開通階段定義為Qg。

（2)開關(guān)測試

開關(guān)數(shù)據(jù)由如上電路得到，控制器件開關(guān)得到右側(cè)波形。

開通延時(shí)：td(on)=10% VGS – 90% VDS

上升時(shí)間：tr=90%VDS – 10%VDS

關(guān)斷延時(shí)：td(off)=90%VGS – 10%VDS

下降時(shí)間：tf=10%VDS – 90%VDS

（3)二極管測試

二極管數(shù)據(jù)由如上電路中得到，測試體二極管的電壓電流。

trr表示反向恢復(fù)過程的時(shí)間

Qrr表示反向恢復(fù)過程的電荷量

Irrm表示反向恢復(fù)過程的電流尖峰

（4）極限能力測試

雪崩

器件雪崩由如上電路測試獲得。器件雪崩能量=電感能量=1/2LI2

短路

此外IGBT規(guī)格中有短路能力的標(biāo)稱，下圖是規(guī)格書中短路參數(shù)

（5）可靠性測試

可靠性測試

模擬和加速半導(dǎo)體元器件在整個(gè)壽命周期中遭遇的各種情況(器件應(yīng)用壽命長短)。

高溫柵偏/高溫反偏（HTGB/HTRB）

評(píng)估器件在高溫和高電壓情況下一段時(shí)間的耐久力。高溫、高電壓條件下加速其失效進(jìn)程。

濕熱試驗(yàn)（THB/H3TRB）

確定電子元器件在高溫、高濕度或伴有溫度濕度變化條件下工作或儲(chǔ)存的適應(yīng)能力。評(píng)估產(chǎn)品在高溫、高濕、偏壓條件下對(duì)濕氣的抵抗能力，加速其失效進(jìn)程。

特性曲線

03

靜態(tài)參數(shù)測試條件是不變的，而在實(shí)際應(yīng)用中，測試參數(shù)的靜態(tài)點(diǎn)并不能說明問題。外部環(huán)境是實(shí)時(shí)變化的，此時(shí)靜態(tài)參數(shù)只能提供一個(gè)參考的數(shù)值，這時(shí)曲線的參數(shù)測試變得更有意義。

（1)輸出特性曲線

（2)參數(shù)與結(jié)溫關(guān)系

注：以上信息與數(shù)據(jù)出自龍騰半導(dǎo)體，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

END