從半導體器件的特性來看目前可靠性測試方法的不足 精

2023-02-08 16:30:04 字數 1223 閱讀 1356

摘要:功率半導體器件如mos管、igbt在開關電源當中是最關鍵的器件,半導體器件的特性與環境溫度有非常密切的關係,在使用和設計時一定要注意,同時產品的可靠性測試也一定要考慮器件的這種特性,設計合理的測試方法。

關鍵詞: mos管、igbt

目前,我們最常用的功率半導體器件是mos管和igbt兩種開關管,而對於gto、gtr等開關器件使用的比較少,對於mos管和ibgt來說,器件引數與溫度有很大的關係,溫度是影響器件的可靠性的最關鍵的因素,這兩種器件的引數與溫度的關係如下:

1. 驅動電壓vgs的範圍:一般來說,mos管和igbt的vgs的範圍為±20v,極限範圍或瞬態的情況下可以達到±30v,如果驅動電壓超過這個範圍,就可能會損壞。

這個範圍是隨著溫度的公升高而下降的。

2. rds,rds是mos管導通時的導通電阻,mos管的rds是隨溫度的而公升高的,一般的器件資料中給出的rds值是25℃結溫條件下的指標。

3. id,對於mos管和igbt來講,資料上的引數一般均為25℃結溫條件下的最大電流能力,另外對於igbt來講,在使用時,不但要注意使用的環境溫度,還要注意使用的頻率,頻率越高,igbt的id能力越小,對於目前所說的超快速的igbt來說,在頻率50khz以下使用時基本上可以不考慮頻率的降額,頻率再高,就要考慮頻率降額,有的資料上介紹可以工作的最高頻率可以到150khz,其實到了150khz的頻率,其id能力基本上已經降低到了0a。

4. vce,資料上的引數一般給出的是25℃結溫條件下的額定耐壓,有的廠家給出的指標是結溫100℃時的指標,使用時一定要注意,該指標是隨著溫度的公升高而降低的。

上述的4個引數是功率半導體器件使用中需要特別注意的。

目前在我們整流器可靠性測試方面,設定了許多瞬態的測試內容,大致如下:

1. 輸入電壓衝擊,

2. 輸出負載衝擊,

3. 瞬間短路

這3個實驗目前的測試環境是常溫環境下,主要考核整流器對衝擊的適應能力以及保護的響應速度和環路的響應速度。而實際上3個衝擊實驗對整流器的最大影響是衝擊的瞬間會造成功率器件如開關管、整流管的電壓應力和電流應力的增大,因此,考慮到功率器件的溫度特性,3個實驗的實驗條件和實驗環境應加強,才能真正反映實際執行過程中的可靠性指標。

實驗改進主要從下面兩個方面考慮

1. 這3個實驗的實驗環境溫度應是整流器設計的能夠承受的最高環境溫度下。

2. 實驗的負載條件是最大輸出。

3. 在實驗之前,應讓整流器在最大輸出功率和最低輸入電壓條件下,在上述的溫度條件下工作兩個小時,使溫度達到平衡後再進行衝擊實驗。

半導體器件物理習題

在300k下,si在價帶中的有效態密度為2,66x,而gaas為7x,求出空穴的有效質量,並與自由電子質量比較。畫出在77k,300k,及600k時摻雜個 的as原子的si簡化能帶圖,標示出費公尺能級且使用本徵作參考量。求出在300k時摻入下列摻雜情形下電子空穴濃度及費公尺能級。對一半導體而言,其具...

常用半導體器件題解

一 判斷下列說法是否正確,用 和 表示判斷結果填入空內。1 在n型半導體中如果摻入足夠量的三價元素,可將其改型為p型半導體。2 因為n型半導體的多子是自由電子,所以它帶負電。3 pn結在無光照 無外加電壓時,結電流為零。4 處於放大狀態的電晶體,集電極電流是多子漂移運動形成的。5 結型場效電晶體外加...

單元1半導體器件

3學時 第1 3學時 主要內容 半導體器件 pn結 二極體 三極體 場效電晶體。教學重點 二極體 三極體 場效電晶體。教學難點 三極體 場效電晶體特性。教學方法 複習總結式。啟發式教學 式教學。教學手段 理論 實際應用相結合,必要時採用對 輔助教學。第一部分知識點 一 半導體知識 1 半導體分類 分...