Тестер полупроводниковых приборов FORMULA^® TT3: Испытания MOSFET-транзисторов на устойчивость к энергии лавинного пробоя (ЭЛП)

Физика явления

Лавинный пробой возникает в силовых цепях с паразитной индуктивностью (например, индуктивность рассеяния трансформатора).
Высокие значения dI/dt при коммутации создают перенапряжения между стоком и истоком MOSFET-транзистора, что приводит к пробою, перегреву кристалла и дальнейшему разрушению компонента.

Цель испытаний на устойчивость к ЭЛП

Выявление транзисторов, неспособных сохранить параметры, соответствующие спецификациям (ТУ, DSh) после воздействия нормированной энергии, определяемой током стока и индуктивностью цепи.

Режимы испытаний

Тестер FORMULA^® TT3 реализует испытания MOSFET-транзисторов в диапазоне энергий
от 1 до 400 мДж в соответствии с п. 6.2.3 IEC 60747−8:2021 (см. схему на рис. 1) в следующих режимах:

• Напряжение затвора: ±20 В
• Напряжение стока: ±40 В
• Ток затвора: до 0.5 А
• Ток стока: до 100 А

Рис.1

Программное обеспечение FORMULA^® TT3 полностью автоматизирует процесс испытаний, рассчитывая энергию по двум сценариям:

• (1) При одновременном завершении импульсов на затворе и стоке
• (2) При завершении только импульса затвора

Подробное описание метода испытаний на устойчивость к ЭЛП и порядок его реализации средствами Тестера FORMULA^® TT3 и Тестового решения «ЭЛП» предоставлено в эксплуатационной документации оборудования ФРМИ.0.653.110-06 34 01.

Ключевые преимущества применения Тестера FORMULA^® TT3 для испытаний MOSFET-транзистора на устойчивость к ЭЛП:

На многих предприятиях отрасли испытания MOSFET-транзистора на устойчивость к ЭЛП традиционно производятся на специализированных стендах, включающих целый комплекс приборов для воспроизведения и измерения напряжения, тока и анализа формы импульсов. Настройка стендов производится индивидуально под каждый MOSFET-транзистор, а оценка результатов осуществляется визуально. Это вызывает вопросы воспроизводимости результатов испытаний и их метрологическому соответствию, а также к низкой производительности приемо-сдаточных испытаний MOSFET-транзисторов в целом, поскольку их приходится выполнять на разных рабочих местах.

Новая функция Тестеров FORMULA^® TT3 – реализация метода испытаний на устойчивость к ЭЛП - предоставляет Потребителю следующие основные преимущества:

1. Комплексный подход и производительность:

• Все этапы тестирования (проверка функций, измерение электрических характеристик, испытания на устойчивость к ЭЛП и повторная проверка) выполняются в одном цикле без переустановки испытуемого компонента;
• Время полного цикла испытаний/измерений: менее 5 секунд с автоматическим документированием.

2. Метрологическое соответствие и точность реализации:

• Тестер FORMULA^® TT3 является сертифицированным СИ, включенным в ГРСИ РФ;
• Погрешность воспроизведения/измерения напряжения: ±(0.5% + 10) мВ.

3. Анализ результатов:

• Графическое отображение ВАХ и процесса лавинного пробоя (рис. 2);
• Численные значения режимов воспроизведения воздействий и измерения результатов.

Сравнение с традиционными решениями для обеспечения проведения испытаний

Пример графического отображения результата испытания MOSFET-транзистора 2П7152 на устойчивость у ЭЛП в интерфейсе оператора Тестера FORMULA^® ТT3, представлен на рисунке 2.

Рис.2

• Приемочные испытания в НИОКР
• Приемо-сдаточные, периодические и квалификационные испытания на производстве
• Входной контроль
• Сертификационные испытания MOSFET иностранного производства
• Исследование отказов и коррекция проектно-технологических причин деградации параметров транзисторов после ЭЛП

Техническая документация поставляется в комплекте с оборудованием.