功率器件热网络建模综述*

功率器件结温的准确监测,对其可靠性评估、寿命预测及所处系统的优化运行方面都有至关重要的影响。相较于其他方法,热网络建模法不仅能实现结温的离线预测,而且能在一定程度上实现在线监测,因此具有广泛的应用前景。以传统热网络理论的由来为基础,归纳了近年来热网络的发展状况,梳理了热网络参数的提取方式,重点介绍了瞬态热阻抗法,并通过相应的仿真进行说明。在此基础上概述了热网络在线监测的最新进展,展望了功率器件热网络建模的未来研究方向。     

功率器件高温高湿高压反偏测试研究综述

户外工况下,功率器件寿命受高湿环境中的水汽侵蚀缩短。用于考核湿度可靠性的传统高温高湿反偏测试最大值80V偏压已不能满足高压大功率器件加速老化测试需求,高温高湿高压反偏测试（high-voltage high humidity high temperature reverse bias test, HV-H3TRB）近年来得以开展。然而,相关研究进展慢、存在的关键问题不明等使得研究发展方向不甚明朗。首先从基本原理出发,详细论述水汽侵入功率器件、腐蚀芯片表面的机理。进一步地,针对研究对象与方法、器件失效分析、电气量老化特征等3个方面对已有研究现状进行论述与总结。最后,根据老化前后器件结构变化,总结芯片层终端、钝化层、封装材料的抗湿优化设计,并指出相关研究后续发展方向。     

高压大功率IGBT器件温度系数校准方法研究

结温的准确测量对于功率IGBT器件状态监测和可靠性评估具有重要意义,小电流下饱和压降法作为使用最广泛的结温测量方法被各类测试标准推荐使用,温度系数校准是使用该方法的第一步,也是结温测量的基础。传统的温度系数校准方法对于高压大功率IGBT器件存在适用性和准确性的问题。首先,深入讨论和对比了目前常用的2种温度系数校准系统的精度,并提出了一种基于电磁加热方式的温度系数校准系统,并对其精度进行了验证;其次,对温度系数校准曲线的非线性进行了讨论和分析,指出了全温度范围校准和多项式拟合的必要性,进一步补充了温度系数校准方法,为高压大功率IGBT器件的温度系数校准提供方法指导。     

功率器件高温高湿高压反偏测试研究综述

户外工况下,功率器件寿命受高湿环境中的水汽侵蚀缩短。用于考核湿度可靠性的传统高温高湿反偏测试最大值80V偏压已不能满足高压大功率器件加速老化测试需求,高温高湿高压反偏测试（high-voltage high humidity high temperature reverse bias test, HV-H3TRB）近年来得以开展。然而,相关研究进展慢、存在的关键问题不明等使得研究发展方向不甚明朗。首先从基本原理出发,详细论述水汽侵入功率器件、腐蚀芯片表面的机理。进一步地,针对研究对象与方法、器件失效分析、电气量老化特征等3个方面对已有研究现状进行论述与总结。最后,根据老化前后器件结构变化,总结芯片层终端、钝化层、封装材料的抗湿优化设计,并指出相关研究后续发展方向。