高壓功率器件的測試

高壓功率器件的測試主要分為三類：

1.  靜態參數測試（DC測試）：

       目的：測量器件在穩定導通或關斷狀態下的性能。

       方法：施加直流電壓或電流，測量其響應。

       關鍵參數：擊穿電壓 (Vbr)、漏電流 (Idss)、導通電阻 (Rds(on))、閾值電壓 (Vth)、輸出特性曲線 (I-V曲線)。

2.  動態參數測試（Switching測試）：

       目的：測量器件在高速開關過程中的性能，這是評估開關損耗和EMI的關鍵。

       方法：給器件施加高頻的脈沖信號，使用示波器捕捉電壓和電流的瞬態波形。

       關鍵參數：開關時間（開啟延遲、上升時間、關斷延遲、下降時間）、開關損耗 (Eon, Eoff)、柵極電荷 (Qg)、反向恢復特性。

3.  可靠性及特性測試：

       目的：評估器件在條件或長時間工作下的穩定性和壽命。

       方法：在高低溫環境下進行靜態和動態測試，或施加高偏壓進行長時間應力測試。

       關鍵參數：高低溫特性、HTRB（高溫反向偏壓）壽命、HTGB（高溫柵極偏壓）壽命。

進行上述測試需要一套完整的系統，核心設備包括：

1.  半導體參數分析儀 (SMU/PA)：

       功能：靜態測試的核心。可精確輸出和測量電壓、電流，用于繪制I-V曲線、測量Rds(on)、Vth等。例如吉時利(Keithley) 4200A、B1506A等。

2.  雙脈沖測試系統 (DPT)：

       功能：動態測試的黃金標準。主要由高壓電源、脈沖信號發生器、驅動板、待測器件夾具和示波器組成。它通過發送兩個脈沖來精確控制器件的單次開關過程，便于示波器測量。

3.  高精度示波器：

       功能：捕捉動態測試中納秒級的電壓和電流瞬態波形。需配備高壓差分探頭和高頻電流探頭，帶寬要求高（通常≥1GHz）。

4.  高低溫探針臺/溫控夾具：

       功能：為器件提供可控的溫度環境（如-65℃ ~ +200℃或更廣），用于評估器件在不同溫度下的性能。探針臺用于晶圓級測試，溫控夾具用于封裝器件測試。

5.  高壓電源和負載：

       功能：為測試電路提供數百至數千伏的直流母線電壓，并使用負載（如電感負載）來模擬真實工作條件。

6.  曲線追蹤儀 (Curve Tracer)：

       功能：一種專用設備，能快速、直觀地顯示器件的I-V特性曲線，常用于生產線上的快速分選和檢驗，特別是擊穿電壓測試。

總結：高壓功率器件測試是一個系統性的工程，需要根據測試目標（靜態/動態/可靠性）將上述設備組合成完整的測試平臺，并嚴格遵守高壓操作規范，確保安全和準確性。