【導讀】雙脈衝測試是表征功率半導體器件動態特性的重要手段
，適用於各類功率器件
，包括MOSFET、IGBT、Diode、SiC MOSFET、GaN HEMTs。同時，這項測試發生在器件研發
、器件生產

、係統應用等各個環節
，測試結果有力地保證了器件的特性和質量、功率變換器的指標和安全

，可以說是伴隨了功率器件生命的關鍵時刻。

隨著先進功率器件的問世以及功率變換器設計愈發精細，器件研發工程師和電源工程師都越來越關注雙脈衝測試。

工欲善其事，必先利其器
，擁有一套雙脈衝測試平台是獲得正確評估結果的第一步。本文將破解雙脈衝平台搭建的難題，快來看看吧。

下圖是雙脈衝測試平台架構，並不複雜，主要包括：測試板
、高壓電源
、輔助電源
、信號發生器、負載電感、示波器
、電壓探頭、電流探頭。

測試板

測試板是完成雙脈衝測試的核心，一般為半橋電路
，有時也會采用根據實際係統應用的拓撲。其上主要部件包括母線電容、驅動電路，母線電容為測試過程提供穩定的母線電壓和所需的電流，驅動電路控製器件完成開關動作實現雙脈衝過程。

測ce試shi板ban的de優you劣lie直zhi接jie影ying響xiang到dao評ping估gu結jie果guo的de正zheng確que性xing。測ce試shi板ban需xu要yao首shou先xian需xu要yao確que保bao在zai測ce量liang無wu誤wu的de情qing況kuang下xia不bu出chu現xian異yi常chang波bo形xing，比bi如ru電dian壓ya尖jian峰feng超chao過guo器qi件jian耐nai壓ya值zhi、無法解釋的震蕩、qiaobiduanludeng，foucezheyangdeceshijieguoshimeiyoujiazhide。duiyufuwuyuxitongyingyongqijianxuanxingdeceshixuqiu

，ceshibankeyizhijiexuanyongbianhuanqishijidedianluban，zheyangdeceshijieguokeyizhijieyongyudianlusheji。suizheqijiandekaiguansuduyuelaiyuekuai
，duiceshibandexingnengyetichulegenggaodeyaoqiu，ruhuiludiangan、驅動電路等
，對此大家可以參考我們之前的文章“雙脈衝測試板盤點——SiC MOSFET 測試必備”。

Infineon公司推出了1200V CoolSiCTM MOSFET評估平台、含主電路+驅動的分立器件評估板
、含主電路+驅動的模塊評估板、模塊驅動板
，共4類評估板。

高壓電源

高壓電源在測試開始之前為測試板上的母線電容充電
，起到設定測試電壓的作用。母線電容容值一般較大，從幾十uF到幾mF不(bu)等(deng)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)對(dui)容(rong)性(xing)負(fu)載(zai)的(de)穩(wen)壓(ya)能(neng)力(li)要(yao)強(qiang)。雙(shuang)脈(mai)衝(chong)測(ce)試(shi)中(zhong)，測(ce)試(shi)電(dian)壓(ya)一(yi)般(ban)不(bu)超(chao)過(guo)器(qi)件(jian)的(de)耐(nai)壓(ya)值(zhi)
，故(gu)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)被(bei)測(ce)器(qi)件(jian)的(de)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)來(lai)確(que)定(ding)高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)能(neng)力(li)。同(tong)時(shi)
，同(tong)一(yi)雙(shuang)脈(mai)衝(chong)測(ce)試(shi)平(ping)台(tai)往(wang)往(wang)會(hui)用(yong)於(yu)測(ce)試(shi)不(bu)同(tong)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)的(de)器(qi)件(jian)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)精(jing)度(du)需(xu)要(yao)滿(man)足(zu)測(ce)試(shi)要(yao)求(qiu)。

此(ci)外(wai)，在(zai)雙(shuang)脈(mai)衝(chong)測(ce)試(shi)中(zhong)，測(ce)試(shi)電(dian)流(liu)是(shi)由(you)被(bei)充(chong)滿(man)電(dian)的(de)母(mu)線(xian)電(dian)容(rong)提(ti)供(gong)的(de)，高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)在(zai)測(ce)試(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)並(bing)不(bu)提(ti)供(gong)能(neng)量(liang)。故(gu)高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)功(gong)率(lv)較(jiao)小(xiao)的(de)型(xing)號(hao)，一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben)，一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)噪(zao)聲(sheng)。

高壓電源可以選擇泰克吉時利的2260B-800-2直流電源。

輔助電源

輔助電源的作用是為測試板上的驅動電路供電，所需電壓一般在20V以內，所需功率一般在20W以內。同時，對於上下管都是開關管的測試板，可以選擇雙通道輸出的輔助電源為上下管的驅動電壓分別供電；duiyusandianpingdianludeshuangmaichongceshi
，keyixuanzesantongdaoshuchudefuzhudianyuanweimeigeqijiandequdongdianyafenbiegongdian。zheyangdehaochushikeyitigaoceshidianludekekaoxing

，buhuiyinweimouyiqudongdianluguzhangeryingxiangqitaqudongdianlu。

輔助電源可以選擇泰克吉時利的 2220 / 2230 / 2231係列直流電源。

信號發生器

xinhaofashengqidegongnengshixiangceshibanshangdequdongdianlufachushuangmaichongxinhao，wanchengshuangmaichongceshi。youyuceshisuoxudeshuangmaichongxinhaopinlvbugao，qieqishangshengxiajiangsududuiceshideyingxianghenxiao，guxuanzegechangshangnengtigongdezuijichudexinghaofashengqijike。

不過需要注意的是
，對雙脈衝測試平台進行改造後還可以進行多脈衝測試、短路測試、雪崩測試、電(dian)源(yuan)開(kai)環(huan)測(ce)試(shi)，此(ci)時(shi)往(wang)往(wang)所(suo)需(xu)的(de)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)就(jiu)不(bu)止(zhi)一(yi)路(lu)了(le)。所(suo)以(yi)在(zai)搭(da)建(jian)雙(shuang)脈(mai)衝(chong)測(ce)試(shi)平(ping)台(tai)時(shi)可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)雙(shuang)通(tong)道(dao)輸(shu)出(chu)的(de)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)

，以(yi)提(ti)高(gao)靈(ling)活(huo)度(du)。

tongshi，zaijinxingshuangmaichongceshishi，xuyaobuduangenjuceshitiaojiantiaozhengshuangmaichongxinhaodemaikuanhejiange
，laoshidexinhaofashengqixuyaoshoudongshurubianjiboxinghuoshangweijibianchenglaishixian，shifenbufangbian。zhenduizhegewenti
，keyixuanzetaikekejideAFG31021（單通道）或AFG31022（雙通道）信號發生器

，其上搭載的雙脈衝測試app可以快捷地實現雙脈衝信號設置。

AFG31000係列任意波函數發生器，雙脈衝測試app界麵

示波器

示波器用於被測器件開關過程波形的采集
，至少包含驅動波形、端電壓波形和端電流波形，故可以選擇4通道示波器。此外
，又是需要同時對上下管器件進行測試


，這時就可以選擇8通道示波器，可以輕鬆搞定多路信號的采集。

在示波器選擇時
，還需要考慮其帶寬、分辨率
、噪聲、采樣率等。傳統的器件開關速度慢
，對示波器的要求不高。但隨著越來越多先進功率器件的出現，其電壓電流範圍更廣
、開關速度更快，對用於雙脈衝測試的示波器提出了更高的要求。

示波器可以選擇泰克的MSO5B和MSO6B係列示波器的1GHz版本，能夠滿足高開關速度對帶寬的要求
，其具有12bit ADC可顯著提高測量精度、降低測量噪聲，特別對高壓大電流器件效果最為顯著。此外，MSO5B和MSO6B係列示波器提供4通道、6通道、8通道3種配置選擇。

泰克MSO5B係列高分辨率多通道示波器，泰克MSO6B係列高分辨率低噪聲示波器

電壓探頭

電壓探頭用於測量被測器件的驅動電壓波形和端電壓波形。

10倍無源探頭：帶寬高可達1GHz、衰減倍數小，使用無源探頭能夠獲得精準的驅動電壓波形。由於其屬於無源探頭，故僅能用於測量下管器件的驅動電壓。同時還可用於200V以(yi)下(xia)器(qi)件(jian)端(duan)電(dian)壓(ya)測(ce)量(liang)，能(neng)夠(gou)獲(huo)的(de)最(zui)精(jing)準(zhun)的(de)端(duan)電(dian)壓(ya)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。在(zai)使(shi)用(yong)時(shi)同(tong)樣(yang)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)接(jie)地(di)線(xian)的(de)影(ying)響(xiang)和(he)阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)問(wen)題(ti)，且(qie)隻(zhi)能(neng)用(yong)於(yu)下(xia)管(guan)測(ce)量(liang)。在(zai)使(shi)用(yong)10倍無源探頭測量驅動電壓時，需要注意接地線的影響和阻抗匹配。

泰克10X無源探頭

高壓單端探頭：最高測量範圍高達2500V，最高帶寬可達800MHz，能夠獲的最精準的端電壓測量結果。在使用時同樣需要注意接地線的影響和阻抗匹配問題，且隻能用於下管測量。

泰克高壓單端探頭

高壓差分探頭：其為差分輸入
，故可以用於上管測試
，但由於其CMRR不夠高，其測量結果正確性和精度不足以用於精準的器件特性分析；屬於有源探頭，輸入阻抗相比10倍無源探頭更大

，當被測器件發生損壞時，對示波器來講更加安全；由於其衰減倍數較大，一般在50倍以上，導致其測量的驅動電壓波形上噪聲較大、精度較低；由於其端部接線長度較長，容易受到幹擾，導致測量結果錯誤。

泰克高壓差分探頭

光隔離探頭：帶寬高可達1GHz，最小衰減比僅1倍，1GHz下CMRR高達-90dB
，使用光隔離探頭能夠獲得最準確的驅動電壓波形，是現階段測量上管驅動電壓波形的最佳工具。

泰克光隔離探頭TIVP

電流探頭

羅氏線圈：測量範圍從幾十A到幾千安無飽和問題，隻能測量交流電流
，無法測量直流電流，正好可以用於測量器件開關/反向恢複特性。羅氏線圈正好套入器件中測量電流，如分立器件的引腳、功率模塊的端子

、功率模塊的鍵合線，這樣的方式不會破壞主功率線路而對器件特性造成影響。但其最高帶寬僅為30MHz
，無法精準測量高速器件的電流。

泰克羅氏線圈

同軸電阻：最大帶寬可達1GHz以上
，特殊安裝方式引入功率回路的寄生電感較小，測量精度高，能夠獲得精準的器件斷電流
，特別對SiC、GaN器件更是不二之選。

泰克與係統商一同完美實現搭建雙脈衝平台係統——DPT1000A gonglvqijiandongtaicanshuceshixitong，zhuanmenyongyuzhenduisandaibandaotigonglvqijiandedongtaitexingfenxiceshi，jiejuekehuzaigonglvqijiandongtaitexingbiaozhengzhongchangjiandeyinanwenti。

該(gai)係(xi)統(tong)亮(liang)相(xiang)在(zai)泰(tai)克(ke)第(di)三(san)代(dai)半(ban)導(dao)體(ti)測(ce)試(shi)開(kai)放(fang)實(shi)驗(yan)室(shi)。該(gai)實(shi)驗(yan)室(shi)是(shi)泰(tai)克(ke)第(di)一(yi)個(ge)千(qian)萬(wan)級(ji)半(ban)導(dao)體(ti)器(qi)件(jian)測(ce)試(shi)實(shi)驗(yan)室(shi)
，已(yi)經(jing)開(kai)放(fang)免(mian)費(fei)測(ce)試(shi)名(ming)額(e)
，將(jiang)由(you)測(ce)試(shi)專(zhuan)家(jia)提(ti)供(gong)現(xian)場(chang)技(ji)術(shu)指(zhi)導(dao)，為(wei)您(nin)解(jie)決(jue)SiC和GaN器件在模塊的靜態及動態參數、在應用級別的準確測試與評價難題。

ruguonixiangpinggudisandaibandaotiqijianxingneng，ruguonixiangyanzhengsuoxuangonglvqijianshibushifuhenindechanpinshejiyaoqiu
，najiulaiyuyuetaikexianjinbandaotikaifangshiyanshiba！專家指導，精確評估，讓您使用無憂！

來源：功率器件顯微鏡

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