?用于 Si , SiC , GaN , 材料的器件級和模塊級
的IGBT , MOS-FET的正向偏置安全工作區測試
?FBSOA和對應的IV曲線
?ICE電流0~1000A
?VCE電壓0~100V。
?VGE驅動電壓0~30V
?vF熱敏電壓≤5V
?Pmax功率100KW.
?脈寬10us~10ms，
柜式結構，氣動安全（支持手動式）工裝柜，計算機全自動程控?

詳細介紹

FBSOA1000

Forward Bias Safe Operating Area 1000A

晶體管正向偏置安全工作區測試系統

Transistor Forward Bias Safe Operating Area Test System

圖片1.png

n 用于 Si , SiC , GaN , 材料的器件級和模塊級

的IGBT , MOS-FET的正向偏置安全工作區測試

n FBSOA和對應的IV曲線

n ICE電流0~1000A

n VCE電壓0~100V。

n VGE驅動電壓0~30V

n vF熱敏電壓≤5V

n Pmax功率100KW.

n 脈寬10us~10ms，

n 柜式結構，氣動安全（支持手動式）工裝柜，計算機全自動程控

一、關于安全工作區

晶體管的安全工作區，英文全稱safe operating area，簡稱SOA。顧名思義，也就是說只要使用的條件（電壓、電流、結溫等）不超出SOA圈定的邊界，晶體管必然能夠按照電路設計正常運行，反之則死。

圖片2.png

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所以，FBSOA是指全控型晶體管的門極電壓VGE處于正向偏置（VGE>VGEth）時，溝道處于導通狀態時的安全工作區。FBSOA是全控型晶體管各種工作狀態的集合，必須集合晶體管的其它特性去理解安全工作區的含義。

失效器件送到原廠做FA分析，看到的字眼通常包含over voltage，over current，short circuit，EOS等，但是，其失效的深層原因與整機的應用環境和系統設計是密切相關的。

整機產品里面包含的元器件數量少則幾十，多則上萬甚至更多，應用環境千奇百怪，元器件的失效就不可避免，作為工程師，能做的就是根據整機性能要求充分評估、測試元器件的各項關鍵參數，出現失效后，復盤設計，復現失效，找出根因，避免失效再次復現。

圖片4.png

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二、FBSOA參數定義

右圖是簡化的FBSOA曲線，本質上講，FBSOA曲線劃定了 四條電壓-電流關系的邊界線，分別由AB段，BC段，CD段，DE段構成。

AB段規定了處于飽和導通狀態下IGBT的工作電流，這個電流與IGBT的門極驅動電壓幅值密切相關，從圖4可以看出，IGBT的門極驅動電壓幅值越高，飽和導通狀態下的工作電流越大。

BC段規定了IGBT的可重復電流ICpuls，這個電流是4倍的標稱電流；

圖片6.png

FBSOA簡化曲線

CD段是最復雜的，需要結合IGBT的瞬態熱阻來看。大家知道，IGBT有兩個工作區，線性區和飽和區，跨越過AB段之后，其實IGBT就處于線性區了，也就是退出飽和導通區了，IGBT的損耗急劇上升，所以，這條邊界體現了IGBT能承受的耗散功率Ptot。同時可以看出，集射極CE兩端電壓越高，IGBT所能承受的電流脈沖幅值越低，另外，電流脈沖寬度越大，IGBT所能承受的電流幅值也越低。

從圖可以看出，藍色CD段各種脈沖寬度下的SOA，均是單脈沖安全工作區，非連續工作情況下的工作區，所以，必須參考上一頁的右下角的IGBT瞬態熱阻曲線，由公式（1）計算出在VCE條件下允許的電流IC的幅值和脈寬。

DE段最容易理解，它規定了IGBT的集射極CE擊穿電壓，需要注意的是，IGBT的CE擊穿電壓是和結溫正相關的，結溫越低，CE擊穿電壓也越低。