吉时利数字源表（SMU）对功率半导体器件进行测试

　　吉时利源表(SMU)仪器，可为器件测试工程师及功率模块设计工程师提供测量所需的工具。不论他们对曲线跟踪仪、半导体参数分析仪或示波器是否熟悉，都能简单而迅速地得到精确的结果。本应用笔记介绍了某些最常见的测试、相关挑战以及吉时利源测量单元(SMU)仪器怎样简化测量流程，特别是与吉时利参数曲线跟踪仪配置进行集成时。

　　一、功率器件特性分析背景

　　开关电源是电源管理产品中使用的常见电子电路。在最简单的开关电源(图1)中，其主要组成包括半导体(如功率MOSFET)、二极管和一些无源元件(包括电感和电容)。许多开关电源还包括变压器，用于实现输入和输出之间的电子隔离。半导体开关和二极管以受控的占空比轮流导通和关断，生成期望的输出电压。

　　在对电源效率进行评估时，理解开关损耗(在器件改变开关状态的短暂时间内出现的能量损耗)和导通损耗(当器件处于开启或关闭状态时出现的能量损耗)非常重要。基于吉时利源测量单元(SMU)仪器的解决方案，可以帮助测试工程师对影响传输损耗的器件参数进行评估。

　　半导体器件常常用于电路保护。例如，某些晶闸管器件用作过压保护。为了实现这一目标，这类器件必须在适当的预期电压或电流触发，必须经受预期电压，必须以最小的电流消耗在电路中发挥作用。为了证明这些器件合格，必须使用高功率仪器。

　　二、导通状态特性分析

　　导通状态特性分析通常使用能够为低级电压测试提供源和测量的大电流仪器。如果器件拥有3个端口，那么，第二个源测量单元(SMU)仪器用在器件控制端，使器件处于导通状态。关于功率MOSFET导通状态参数特性分析的典型配置，参见图2。

　　吉时利源测量单元(SMU)仪器包含功率半导体器件所需的多种电流。吉时利2600A与2600B系列系统数字源表源测量单元(SMU)仪器包括用于直流特性分析的1.5A直流和10A脉冲以上的能力。对于极高电流的器件，可以并联使用两部2651A型高功率数字源表源测量单元(SMU)仪器，生成高达100A的电流脉冲.

吉时利源表Keithley 2600A系列

　　功率半导体器件往往是高增益器件，对这类器件进行特性分析时，示波器是常见的仪器，其测试结果也是不稳定的。2650A系列源测量单元(SMU)仪器的高速A/D转换器与ACS基本版本软件的脉冲瞬态特性，对校验示波器图形是非常有用的。示波器校验包括通过串联方式为器件控制或输入端——如MOSFET或IGBT的门极，添加电阻器。

　　三、导通电压

　　半导体器件的导通电压直接影响着导通损耗。导通电压实例包括功率二极管的前向电压(VF)、BJT或IGBT的导通饱和电压(VCEsat)以及晶闸管的导通电压(VT)。器件消耗或损失的功率等于导通电压与负载电流的乘积。

　　两个重要因素有助于确保导通电压测试的成功: (1)精确的电压测量;(2)适当的电缆和连接。精确的电压测量非常适合超高功率应用，因为它具有极低的导通电压(<2V)，同时传输的电流可能超过100A。

　　吉时利数字源表源测量单元(SMU)仪器可以与ACS基本版本软件配合使用，为高功率半导体分立器件测试提供全面解决方案。更多方案欢迎登录安泰测试官网www.agitek.com.cn