高压大功率器件用高温栅偏测试装置研制

为准确评估硅IGBT和碳化硅MOSFET等高压大功率器件不同电应力及热应力条件下的栅极可靠性,研制了实时测量皮安级栅极漏电流的高温栅偏（high temperature gate bias,HTGB）测试装置。此外,该测试装置具备阈值电压在线监测功能,可以更好地监测被测器件的状态以进行可靠性评估和失效分析。为初步验证测试装置的各项功能和可靠性,运用该测试装置对商用IGBT器件在相同温度应力不同电应力条件下进行分组测试。初步测试结果表明老化初期漏电流逐渐降低,最终漏电流大小与电压应力有良好的正相关性,栅偏电压越大,漏电流越大。该测试装置实现了碳化硅MOSFET器件和硅IGBT器件对高温栅偏的测试需求且适用于各种类型的封装。     

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。     

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。     

10 kV高压大功率变频器研制与测试

介绍东方凯奇公司10 kV变频器的相关技术特点和采用的先进工艺方法,给出实际测试的波形和谐波分析结果,并介绍该电压等级变频器的应用范围.图10     

一种高压大功率IGBT综合参数测试设备的研究与实现

介绍了自主研发的一种用于绝缘栅双极型晶体管（IGBlr）的动、静态综合参数测试设备。该设备采用计算机和PLC控制,实现了IGBT动、静态综合参数测试流程的全自动化。设备可满足6500W2000AIGBT动、静态综合参数的测试需求,与进口的国外同类设备水平相当。     

国产高压大功率IGBT应用于机车变流器工作特性测试研究

高压大容量IGBT器件广泛应用于现代电力机车变流器系统中,其工作特性决定了电力机车的运行性能。用于牵引变流器的IGBT模块在功率密度、反并联二极管容量、封装技术和工作环境上要求更加严格。依据实际应用环境,测试并掌握IGBT器件的特性参数,选用合适的驱动保护电路,可以确保IGBT稳定可靠运行,充分发挥变流系统的控制特性。本文重点研究DM型国产大功率IGBT的工作特性,选取两种国外同规格IGBT进行对比测试分析。将国产DM型IGBT应用到HXD2F机车变流器进行了特性测试,测试结果为此款IGBT以后应用于牵引变流器的开发设计选型提供参考。     

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...     

河南院研制成功1000kVA/V6kV高压变频器

1000kVA/V6kV高压变频器日前由河南电力试验研究院研制成功。装置采用了基于IGBT器件的功率单元串联多电平拓扑结构,主要包括移相变压器、功率单元、控制系统等组成部分,属于“交-直-交”和“高-高”电压源型变频器。装置将电网侧6kV工频交流电整流成直流电,再将直流电进行逆变,得到电压、频率均可调的交流电输出。由于采用了功率单元串联多电平拓扑结构,     

温度对碳化硅器件封装用有机硅弹性体陷阱特性的影响

有机硅弹性体作为一种高分子聚合物，因具有良好的耐高温性能、绝缘强度以及与芯片的相容性，已在碳化硅功率器件中得到应用。目前国内外针对有机硅弹性体在高温下的绝缘特性研究较少，而介质的陷阱特性与其绝缘性能密切相关，研究有机硅弹性体的陷阱特性及其受温度的影响，对于该种灌封材料在碳化硅器件封装中的应用具有重要意义。为此，采用表面电位衰减法(surfacepotentialdecay,SPD)测量了有机硅弹性体在温度20～250℃范围内的表面电位衰减曲线，提取了不同温度下有机硅弹性体的陷阱电荷能级密度分布和迁移率等微观参数，建立了有机硅弹性体迁移时间、迁移率、电位衰减时间常数随温度变化的拟合表达式，分析了温度对有机硅弹性体陷阱特性的影响机制，确定了有机硅弹性体陷阱捕获电荷数量最大时的温度阈值。此外，结合有机硅弹性体陷阱特性，从载流子输运的角度解释了该材料电导率、迁移率以及深浅陷阱的电位衰减时间常数之差随温度变化的规律，并通过分析有机硅弹性体的微观结构特征，解释了该材料陷阱特性的极性效应。相关结果可以为不同温度下有机硅弹性体绝缘特性的认知提供支撑。