一种绝缘栅双极型晶体管性能退化试验方法

摘要

本发明属于测试技术领域，涉及一种绝缘栅双极型晶体管性能退化试验方法。该方法以绝缘栅双极型晶体管为对象，利用程控脉冲发生器、程控电子开关、程控数字万用表、功率电阻、工作电阻和直流电源，通过短路电流冲击，得到不同短路电流值下的绝缘栅双极型晶体管导通饱和电压随短路电流冲击次数的偏移值，以此作为绝缘栅双极型晶体管的性能退化数据。该方法可以在较短的时间里获得准确的绝缘栅双极型晶体管由于短路电流所造成的性能退化数据，利用此数据可以准确预测绝缘栅双极型晶体管在使用过程中的失效时间，以便在绝缘栅双极型晶体管失效前及时采取措施防止由于绝缘栅双极型晶体管失效而产生的严重故障，进而减少经济损失。

主权项

一种绝缘栅双极型晶体管性能退化试验方法，其特征是，试验方法包括如下步骤，(一)搭建试验装置试验装置包括程控脉冲发生器、绝缘栅双极型晶体管试验电路板、程控电子开关A、程控电子开关B、程控数字万用表、功率电阻R_功率、工作电阻R_工作和直流电源，功率电阻R_功率和工作电阻R_工作并联后，一端与被测绝缘栅双极型晶体管的集电极相接，另一端通过直流电源与绝缘栅双极型晶体管的发射极相接，程控电子开关A与功率电阻R_功率串联，程控电子开关B与工作电阻R_工作串联；程控数字万用表的正端与绝缘栅双极型晶体管的集电极相接，程控数字万用表的负端与绝缘栅双极型晶体管的发射极相接；程控脉冲发生器通过绝缘栅双极型晶体管试验电路板上的驱动模块与绝缘栅双极型晶体管的栅极相接，并使程控脉冲发生器发出高电平绝缘栅双极型晶体管导通，程控脉冲发生器发出低电平绝缘栅双极型晶体管闭合；(二)设置试验装置参数确定绝缘栅双极型晶体管的短路电流值I_短路i(i＝1,2,...,n)，I_短路i的取值范围为：1.2×I_Max≤I_短路i≤2.5×I_Max(1)其中，I_Max为被测绝缘栅双极型晶体管集电极‑发射极最大正向电流；利用公式：确定功率电阻值R_功率、直流电源输出电压V_直流电源；设置程控脉冲发生器参数：占空比<0.5、脉冲宽度<2ms及脉冲个数m为1～5个；根据被测绝缘栅双极型晶体管的实际工况，确定工作电阻R_工作值；(三)绝缘栅双极型晶体管的导通饱和电压的测试流程如下：(1)在保证程控电子开关A和程控电子开关B均处于断开状态下，给绝缘栅双极型晶体管试验电路板供电，启动试验装置；(2)闭合程控电子开关B；(3)用程控数字万用表记录工作回路下绝缘栅双极型晶体管的导通饱和电压值V_{CE_Normal}；(4)先断开程控电子开关B，再闭合程控电子开关A；(5)程控脉冲发生器输出一组脉冲波形；(6)先断开程控电子开关A，再闭合程控电子开关B；(7)用程控数字万用表记录绝缘栅双极型晶体管的导通饱和电压值V_CE1，通过公式V_{CE_P}＝|V_CE1‑V_{CE_Normal}|计算导通饱和电压偏移值V_{CE_P}；(8)断开程控电子开关B；(9)重复(2)～(8),重复间隔时间为2分钟，由于试验中导通饱和电压偏移呈现一定的波动性，为了得到真实的退化规律，当V_{CE_P}为180mV～230mv时，停止试验，得到在短路电流I_短路i冲击下，导通饱和电压偏移值与冲击次数的关系数组(10)调换同一型号的被测绝缘栅双极型晶体管，调整直流电源输出电压，进而调整绝缘栅双极型晶体管的短路电流为其它值，且调整后的短路电流值在满足公式(1)的要求，重复(1)～(9)，得到另一个导通饱和电压偏移值与冲击次数的关系数组；(11)重复(1)～(10)步聚，得到一组以任意一个为输入，通过多项式拟合得出相应的曲线模型，此模型为短路电流I_短路i下的绝缘栅双极型晶体管性能退化模型。