由于IGBT在功率半導體的市場日趨重要銘記囑托，使用新的測試方法來測試產品特性及生產是必須的引領。在此介紹的模組化測試系統(tǒng)是瞄準功率電晶體的靜態(tài)及動態(tài)量測，討論的是IGBT設計者或是此類設備采購者zui關切的需求示範。首先列出IGBT測試所須的線路圖并定義所有的參數(shù)應用前景，zui后再就控制系統(tǒng)的選擇舉一實例來說明該系統(tǒng)的基本架構。

近年來運行好，電子工業(yè)不斷發(fā)展功率元件及系統(tǒng)首次，而電力電子工業(yè)中使用IGBT裝置的數(shù)量也急速增加。由半導體至電力產品之制造廠皆希望在這些產品中改善成較好的效率及降低所有工業(yè)制程步驟的成本統籌推進，從產品的研發(fā)至zui后產品品質的控制過程皆必須被完善控制方案。對這些所有的步驟，測試相對地變的非常重要了解情況，且必需準確及可靠深入。對在生產過程而言， 測試設備須具備多樣的特點來配合不同的測試需求。研發(fā)工程師需要知道其特性便于其設計開展研究，生產的人員須要快速且容易使用的工具姿勢，可控制他們的生產制程，品質管制人員則需要檢查他們所組合的產品的特性及收集他們的結果來做統(tǒng)計分析首要任務。

（一）多用途性（Versatility）

現(xiàn)代的測試設備所須的功能綠色化，必須能不被限制其zui大電流及電壓之供給。目前IGBT的產品其電流可通過1200A及阻斷電壓可高達3300V形式，但不久之后IGBT的產品即會有達到4500V及2000A的能力建設應用。且無人可預測未來其電壓及電流可達到多少，再者日漸深入，現(xiàn)今IGBT 的測試設備動力，也須能測試新元件MCTS （ MOS Contrlled Thyristort） 或是IGCT （Integrated Gate-Commutated Thyristor）。

因此互動式宣講，測試設備的評估上效高性，須能適應及符合未來可能的發(fā)展，其不論是硬體自動化，如電壓電流產生器或軟體上提升。

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（二）操作簡單（Ease of Handling）

測試設備除了上述之特色外，應仍保持操作簡單及效率佳的能力不折不扣。達此目的*之方法即是使用者不須具備特殊訓練即可操作此設備支撐能力。如有使用晶體管特性圖示儀的用戶，操作起來會更加方便有效保障。此測試系統(tǒng)亦可經常地改變測試的半導體元件的型式（通常一天數(shù)次）大數據，對新的半導體元作的型式其可能會須要不同的制具（jig），或是更復雜的驅動閘控制講實踐，或是一緩沖器 （Sunbber） 的保護等數字技術。因此，使用模組化系 統(tǒng)即可達到上述之需求市場開拓。在一個基本的測試系統(tǒng)上措施，加上一些可更換的測試單元，使其可執(zhí)行不同范圍產品的量測要落實好。
 

（三）安全性（Safety）

IGBT的測試系統(tǒng)因其可提供非常高的電壓輸出緊密相關，對操作者來講是有一 潛在的危險性，當在操作高電壓及大電流時先進技術，操作員的安全性應予以考慮培訓，即該設備須在不同國家的規(guī)范中皆可符合其安全標準。

在執(zhí)行測試時宣講手段，在危險的區(qū)域應使用滑動式門鎖定而予以保護重要工具，所有參數(shù)皆應設置于安全的工作區(qū)域中積極拓展新的領域，所有的保護措施的控制皆應由硬體部份來控制，而不是軟體來控制更優質。很顯然的競爭力所在，在整條生產線上（研發(fā)測試時），時間是一個很重要的因素領域，因此溝通機製，安全系統(tǒng)必須要很方便，而盡可能地對測試的速度影響愈小愈好註入新的動力。
 

靜態(tài)測試（Static tests）

此測試之目的在提供元件（device）的詳細特性領先水平，讓設計者能精確地預測元件在穩(wěn)態(tài)（Steady state）情況時之行為，此可協(xié)助使用者選擇*的元件來用于他的應用中去完善，更進一步地讓其對與半導體元件相連接的設備如：電壓鉗式單元橋梁作用，閘極驅動長遠所需，冷卻系統(tǒng)等的設計更為妥切求索。

（一）集射極崩潰電壓 （Collector Emitter Breakdown Voltage） VCEs

量測于特定的集極電流IC下閘極短路至射極時，跨于集規模、射極兩端之電壓為VcEs 如圖1, IGBT 的集射極崩潰電壓是會隨著介面（Junction）溫度增加而增加的（典型對600V之IGBT 會有0.7V/℃）

（二）集極至射極的泄漏電流IcEs ［或稱為集極的截止（Cut-off ）電流］

在額定的集射極電壓和閘射極短路下之集極電流為IcEs值（如圖2）, IcEs的量測通常在25℃及zui大的工作介面（Junction）溫度穩定發展，且集極泄漏電流 亦會隨介面溫度升高而增加。因此聯動，在測試期間限制電流流過及避免 thermal升高是很重要的增持能力。

（三）集極至射極的飽和電壓   （Collector to emitter saturation voltage） VcEsat
VcEsat（圖3）是在特定的集極電流，閘射極電壓及介面溫度時之集射極導通電壓VcEsat是相當重要的特性行業內卷，因為其會決定導通之損失追求卓越，在大的 極電流時，測試的脈沖必須非常短參與能力，如此不致有過多之損失合理需求。

（四）二極體順向電壓（Diode Forward Voltage） VF

VF（圖4）是指IGBT模組中的飛輪二極體（Freewheeling Diode）在特定電流

及介面溫度時之順向導通電壓值。
 

（五）閘極臨界電壓（Gate threshold Voltage） VGeth

VGeth（圖5）是指在特定集極電流及閘極短路至集極時之射極的電壓值充分發揮。 當閘射極電壓小于臨界值時IGBT是OFF狀態(tài)高質量，因此閘極臨界電壓即是閘射極電壓使IGBT導通并流過特定的集極電流。VGEth是隨著介面溫度遽增而遞減的（-11mV/℃）選擇適用。

（六 ）跨導（Transconductance） gfs

跨導（gfs）（圖6）是于特定集極電流時管理，集極電流和閘射極電壓之商數(shù) 。 跨導是用來表示IGBT增益的方式業務指導。由于跨導的量測是在清楚嚴格的特定條件下所做的兩個量測之值改進措施，因此，測試設備的精準性對測試結果有很大的影向力長足發展。

第二種方法是調整閘射極電壓至特定的集射極電壓（VP）并思考下列式子：

△ VGE = △Vp

IGBT的順向跨導是會隨著介面溫度升高而增加的今年，其原因在于定閘極電壓時取得明顯成效，增加集極電流時，因電流Thermal run-away而會使晶片溫度升高數據，因此IGBT 并不被建議來當做一個線性放大器使用創新的技術。

 

（七）閘極至射極之泄漏電流IGEs

IGEs（圖8）是指在特定的閘射極電壓及集極短路至射極時閘極之泄漏電流 。此測試可能可以知道正或負的閘射極電壓顯著。所量測的電流是相當小的快速增長，因此，脈沖至少須維持一個電源周期的積分時間占，避免因閘極電容吸收的電流所產生之誤差高質量。此量測必須在閘極電壓穩(wěn)定后才可進行。