半导体分立器件测试原理和方法.ppt

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1、电力半导体器件的测试安全及原理和方法10/4/20211测试安全注意事项高压测试设备在运行过程中会产生高温高电压，因此操作不当或者防护不当，会影响工作人员的安全。为了测试安全运行、保障操作人员的人身安全，必须严格遵守安全规定。10/4/202121.测试工作人员要具有强烈的事业心和工作责任感，严格执行操作规程。2.测试工作人员上岗前必须进行专门培训，取得上岗证后方能进行独立操作。3.测试工作人员进入工作岗位必须穿戴好防护用品。4．测试人员应注意防止高温烫伤，并做好高温标识。10/4/202135.测试加高

2、压前，工作人员必须对各种安全联锁装置进行检查，以确保它们处于有效的工作状态。6.各种系统联锁和安全联锁装置是为了保障测试能安全可靠运行及工作人员的人身安全的，不得随意改动或短路。7．测试时严禁进入标有“高压止步”警示的区域。8.测试运行时，发现异常，应立刻停机，通知维修人员进行检查、维修。9．非测试工作人员因工作需要进入测试楼，必须遵守本安全规程，并服从工作人员的指挥，不得触动设备上的任何按键和开关，以免发生意外。10/4/20214概述电力半导体器件是由整流二极管（ZP），反向阻断三极晶闸管（KP），快速整

3、流二极管（ZK），快速晶闸管（KK），非对称晶闸管（KF），逆导（KN），双向（KS），可关断（GTO/IGCT）等组成。10/4/20215应用1.整流——把交流电变成直流电2.逆变——把直流电变成交流电3.变频——把一种频率的交流电变成另一种频率的交流电或把一种固定频率的交流电变成可以连续变化的交流电。例如交流电机用的变频器。4.交流开关——接通或切断交流电路5.直流开关——接通或切断直流电路10/4/20216测试原理及方法通态电压测试原理图10/4/20217电路原理当K合上，交流220V就加在TB原

4、边，调节TB，变压器B付边二极管D1，R1向电容C充电，待C充至一定电压时，触发K1，被试元件，电容C经K1，电感L，被试元件，分流器FL放电。输出一近似正弦的电流波形，从FL可测得ITM，从被试元件可测得VTM。调节TB，使ITM恰好等于被测元件所需电流值，记录下VTM值，该值就是要测的值。电流脉宽在1~10ms范围选择，以使被测器件完全开通和防止超过器件额定di/dt值。10/4/20218通态伏安特性（ITM~VTM）差异仅是通态峰值电流至额定通态平均电流值的4、5倍以上；通常我们给出的是Tjm下的，下

5、面给出25℃和Tjm二条伏安特性。我们知道元件的压降由三部分组成：PN结压降呈现负温度系数，体压降，接触压降呈现正温度系数当Tj升高，I较小时，PN结压降起主要作用，∴高温压降比常温小；I大时，体压降、接触压降起主导作用，高温压降比常温大。因此我们可以看到伏安特性随结温而变化，并且总有一个交点。10/4/20219断态和反向峰值电流IDRM、IRRM10/4/202110实用电路【断态和反向不重复峰值电压（VDSM，VRSM）与断态和反向重复峰值电流IDRM、IRRM原理电路等均相似，差异是：脉冲重复频率：单

6、次脉冲，或发热效应可以忽略的低重复频率】断态和反向峰值电流IDRM、IRRM10/4/202111220V电源经全波可控整流器BR加压在自耦调压器TB原边（只要KP导通），付边输出电压加在高压变压器B的原边，于是B付边输出高压，此时波形仍是交流全波。我们利用整流管正向导通反向阻断特性，正向串入D1，反向串入D2，使a点得到正弦半波电压，调节TB就可调节此电压峰值，按定义这波形符合VDRM测试要求，此电压峰值由D3与电容C组成的峰值保持电路在电容C上就变成等于电压峰值的直流电压，由表头VP显示。当被试元件二端加

7、上VDRM时，电阻R1上的电压就反映了流过元件的漏电流，测出R1上的电压峰值也就测出IDRM，同时将X接示波器X端，Y接Y端，我们就可看到其断态伏安特性①。断开接触器J1，闭合J2，a点电压就加在被试晶闸管负端，此时测得的为VRRM值和相应的IRRM，其伏安特性如左图②。线路采用的是转折保护，当元件一旦转折，漏电流急剧增加，此时脉冲变压器MB原边会产生一电压，付边也会感应出一电压，此电压使整流桥BR的KP的门阴极短路，KP元件恢复阻断，220V电源断开，付边高压消失，从而保护了被试元件。其动作时间为10ms。

8、10/4/202112IGT、VGT10/4/202113测试条件10/4/202114IGD、VGD10/4/202115IGD、VGD测试10/4/202116IH维持电流10/4/202117IH维持电流测试10/4/202118IL擎住电流10/4/202119IL擎住电流测试10/4/202120断态电压临界上升率（电压上升法）当S合上，恒流源就以一恒定直流向电容C充电，电容两端电压就以直