高压功率器件的测试

高压功率器件的测试主要分为三类：

1.  静态参数测试（DC测试）：

       目的：测量器件在稳定导通或关断状态下的性能。

       方法：施加直流电压或电流，测量其响应。

       关键参数：击穿电压 (Vbr)、漏电流 (Idss)、导通电阻 (Rds(on))、阈值电压 (Vth)、输出特性曲线 (I-V曲线)。

2.  动态参数测试（Switching测试）：

       目的：测量器件在高速开关过程中的性能，这是评估开关损耗和EMI的关键。

       方法：给器件施加高频的脉冲信号，使用示波器捕捉电压和电流的瞬态波形。

       关键参数：开关时间（开启延迟、上升时间、关断延迟、下降时间）、开关损耗 (Eon, Eoff)、栅极电荷 (Qg)、反向恢复特性。

3.  可靠性及特性测试：

       目的：评估器件在条件或长时间工作下的稳定性和寿命。

       方法：在高低温环境下进行静态和动态测试，或施加高偏压进行长时间应力测试。

       关键参数：高低温特性、HTRB（高温反向偏压）寿命、HTGB（高温栅极偏压）寿命。

进行上述测试需要一套完整的系统，核心设备包括：

1.  半导体参数分析仪 (SMU/PA)：

       功能：静态测试的核心。可精确输出和测量电压、电流，用于绘制I-V曲线、测量Rds(on)、Vth等。例如吉时利(Keithley) 4200A、B1506A等。

2.  双脉冲测试系统 (DPT)：

       功能：动态测试的黄金标准。主要由高压电源、脉冲信号发生器、驱动板、待测器件夹具和示波器组成。它通过发送两个脉冲来精确控制器件的单次开关过程，便于示波器测量。

3.  高精度示波器：

       功能：捕捉动态测试中纳秒级的电压和电流瞬态波形。需配备高压差分探头和高频电流探头，带宽要求高（通常≥1GHz）。

4.  高低温探针台/温控夹具：

       功能：为器件提供可控的温度环境（如-65℃ ~ +200℃或更广），用于评估器件在不同温度下的性能。探针台用于晶圆级测试，温控夹具用于封装器件测试。

5.  高压电源和负载：

       功能：为测试电路提供数百至数千伏的直流母线电压，并使用负载（如电感负载）来模拟真实工作条件。

6.  曲线追踪仪 (Curve Tracer)：

       功能：一种专用设备，能快速、直观地显示器件的I-V特性曲线，常用于生产线上的快速分选和检验，特别是击穿电压测试。

总结：高压功率器件测试是一个系统性的工程，需要根据测试目标（静态/动态/可靠性）将上述设备组合成完整的测试平台，并严格遵守高压操作规范，确保安全和准确性。