IGBT的安全工作区SOA是集电极电流与集电极-发射极电压围成的区域,IGBT器件能够在其中开通和关断而不发生失效。
FBSOA
IGBT的FBSOA的定义是集电极电流与集电极-发射极电压构成的区域,IGBT在其中能够开通并处于通态而不失效。在检验线性应用时,IGBT在FBSOA中安全可靠工作而不失效。仅当器件应用于线性模式时才会对FBSOA进行规定。在开关应用环境中,对IGBT器件的FBSOA不作要求。
测试电路如下:

增加栅极驱动电压UGG的大小直至达到器件集电极电流规定的大小IC。而电源电压UCC的值应保持在不出现闩锁状态的区域中。通过增加UCC的大小,器件工作点从P1点移动到Pm点。在经过Pm点后,出现闩锁的起始点Ps。所以,在规定的IC、UCE和脉冲宽度tp条件下试验FBSOA。被测器件在闩锁模式中工作可能发生失效损坏。
测试条件规定:
环境温度换结温Tj、集电极电流IC、集电极-发射极电压UCE、脉冲宽度tp、单脉冲测试。

RBSOA
RBSOA定义为集电极电流与集电极-发射极电压构成的区域,IGBT在其中能关断而不失效。
下图是测试电路图:

测试电路中的负载电感应当保持足够大,以保持到规定的集电极电流IC和UCE,clamp施加到被测器件上,且至少保持在整个下降时间tf和拖尾时间tz内。UCC是提供通态集电极电流IC的电压源。UCE,clamp保持在一定规定值时,应当能承载IC的反向电流。
所以,可采用在规定的UCE时能够提供特定IC且带有与电感L并联的续流二极管的单独电源。R1和R2是栅极驱动电路的开通和关断电阻。Ls是表征允许的最大无箝位杂散电感的电感。
被测器件在规定的IC关断。监测UCE和IC,被测器件必须能够关断IC电流并能承受UCE=UCE,clamp。
下图是RBSOA的测试波形,集电极-发射极峰值电压UCEM

测试条件:
环境温度或结温Tj、规集电极电流IC、栅极开通和关断电压、栅极开通和关断电阻、规定的集电极-发射极电压UCE,clamp、合适的电感L和单脉冲测试。
SCSOA
SCSOA定义为短路持续时间与集电极-发射极电压构成的区域,IGTB能够在其中能够开通和关断而不失效。短路现象一般存在两种:其一是IGBT开通时出现负载短路,另一种则是IGBT处于通态时(UCE=UCE,sat)时出现负载短路。
在开通时出现负载短路时的测试电路如下:

图中Ls表示测试电路中的杂散电感,尽量保持足够低,尽量让在栅极脉冲宽度tpsc的第一个25%以内达到最大的短路电流。
器件短路测试的温度应为规定值。施加规定的关断栅极-发射极电压,规定的集电极-发射极电压以及规定的栅极发射极通态脉冲。同时监测IC、UCE和UGE,继而观察被测器件能否成功开通和关断。

测试条件:
规定的环境温度或结温Tj、集电极-发射极电压UCE=UCC、开通和关断的栅极电压和电阻、栅极脉冲宽度tpsc。
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