SiC MOSFET 功率模塊短路可靠性測(cè)試方法 - 征求意見稿

1SiCMOSFET功率模塊短路可靠性測(cè)試方法本文件適用于SiCMOSFET功率模塊在FT（FinalTest）、實(shí)驗(yàn)室研發(fā)等階段的短路可T/CASAS039—202XSiCMOSFET單管功率器件短路可靠性測(cè)試3.1由兩個(gè)或兩個(gè)以上SiC材料制作的MOSFET芯（陶瓷基覆銅板）上，采用絕緣殼體、塑料封裝，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體分立3.23.33.43.53.6短路耐受時(shí)間shortcircuitwithstanrSC在規(guī)定條件下，器件能夠承受住短路電流而不損壞的時(shí)23.7在規(guī)定條件下，器件能夠承受住短路而不損壞的最長(zhǎng)時(shí)3.8ISC3.9rC4測(cè)試對(duì)象5測(cè)試原理在對(duì)SiCMOSFET功率模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，依據(jù)功率模塊中的功率器件是否可以拆解為半橋模塊結(jié)構(gòu)5.2等效單管測(cè)試的測(cè)試原理進(jìn)行等效單管測(cè)試時(shí)，將功率模塊中被測(cè)的單個(gè)測(cè)功率器件的柵極、漏極、源極分別導(dǎo)出，接入5.3橋臂直通測(cè)試的測(cè)試原理橋臂直通測(cè)試的測(cè)試電路圖見圖1，其中藍(lán)色虛線3LS——為允許的最大雜散電感，該雜散電感應(yīng)足RS——為整體環(huán)路電阻，該電阻值應(yīng)足夠低，以確保該電阻最大壓降小于VDD的5VGG-A——為半橋模塊結(jié)構(gòu)中器件A的柵極所接的柵極脈沖發(fā)生器，脈沖寬度最小分辨率為0.1μS，最小脈沖寬度為VGG-B——為半橋模塊結(jié)構(gòu)中器件B的柵極所接的柵極脈沖發(fā)生器，脈沖寬度最小分辨率為0.1μS，最小脈沖寬度為RG-B——為半橋模塊結(jié)構(gòu)中器件B的柵極所接的柵極電阻。橋模塊結(jié)構(gòu)中的器件B開通并確保器件B允許通過的電流大于器件A在測(cè)試過程中所需的最大電流，按照與單管功率器件相同的測(cè)試原理和測(cè)試流程對(duì)器件A的短路可靠性進(jìn)行測(cè)試，然后控制半橋模塊結(jié)構(gòu)中的器件A開通并確保器件A允許通過的電流大于器件B在測(cè)試過程中所需的最大電流，按照與單管功率器6.2測(cè)試安全條件a)在測(cè)試電路中增加具有過流保護(hù)功能的電路，避免在測(cè)試過程中給模塊造b)在被測(cè)模塊上增加保護(hù)罩，避免模塊炸機(jī)給測(cè)試人員造成傷害；47.2橋臂直通測(cè)試的測(cè)試流程使用橋臂直通測(cè)試對(duì)Ⅰ類短路的短路耐受時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，按照如下流程進(jìn)行測(cè)IGSSIGSS<USLIDSIDS<USLVGS(th)或VGS(off)LSL<VGS(th)<USL或LSL<VGS(off)VDS(on)LSL<VDS(on)<USLrDS(on)LSL<rDS(on)<USL注：若沒有特殊約定，TC可設(shè)為室溫25℃,靜置時(shí)間可選擇2h或4h。d)對(duì)半橋模塊結(jié)構(gòu)中的器件A進(jìn)行測(cè)試，在1)漏-源電壓VDS（在測(cè)試過程中等同于母線電壓VDD2)在器件A柵極的脈沖發(fā)生器中設(shè)置一個(gè)脈沖信號(hào)，高電平為器件開通態(tài)的柵-源電壓VGS，低電平為器件關(guān)斷態(tài)的柵-源電壓（通?？稍O(shè)為），3)在器件B柵極的脈沖發(fā)生器中設(shè)置一個(gè)信號(hào)電壓下器件B允許通過的電流大于器件A在測(cè)試過程中所需的最大電流，低電平為器件關(guān)4)兩個(gè)器件各自的開通態(tài)的柵極電阻RG1和關(guān)斷態(tài)的柵極電阻RG2。f)在器件B的柵極施加電壓，開通器件B；h)在施加脈沖的過程中，對(duì)漏極電流ID進(jìn)行測(cè)試，判斷應(yīng)力是否正確地施加在器件A上：5形見圖3。柵源失效的典型波形見圖4。延遲6i)依據(jù)表1對(duì)承受應(yīng)力后的器件A進(jìn)行測(cè)試，判斷器件A是否失效，并1)漏-源電壓VDS（在測(cè)試過程中等同于母線電壓VDD2)在器件B柵極的脈沖發(fā)生器中設(shè)置一個(gè)脈沖信號(hào)，高電平為器件開通態(tài)的柵-源電壓VGS，低電平為器件關(guān)斷態(tài)的柵-源電壓（通?？稍O(shè)為），3)在器件A柵極的脈沖發(fā)生器中設(shè)置一個(gè)信號(hào)電壓下器件A允許通過的電流大于器件B在測(cè)試過程中所需的最大電流，低電平為器件關(guān)4)兩個(gè)器件各自的開通態(tài)的柵極電阻RG1和關(guān)斷態(tài)的柵極電阻RG2。l)在器件A的柵極施加電壓，開通器件A；n)在施加脈沖的過程中，對(duì)漏極電流ID進(jìn)行測(cè)試，判斷應(yīng)力是否正確地施加在o)依據(jù)表1對(duì)承受應(yīng)力后的器件B進(jìn)行測(cè)試，判斷器件B是否失效，并將測(cè)試結(jié)果與承受應(yīng)力前的a)記錄在脈沖發(fā)生器中設(shè)置的脈沖寬度tpSCb)記錄在脈沖施加過程中漏極電流ID的最大值，即短路電流；×ID)dt··················7ID——tpSC時(shí)間段內(nèi)的漏極電流。9測(cè)試報(bào)告1)對(duì)于短路耐受時(shí)間驗(yàn)證測(cè)試，應(yīng)給出在規(guī)定的短路耐受時(shí)間條件下，模塊中的每個(gè)器件2)對(duì)于極限短路耐受時(shí)間測(cè)試，應(yīng)給出模塊中每個(gè)器件的極限短路耐受時(shí)間測(cè)試結(jié)果和極8源漏電壓VDS：源漏電壓VDS：器件開通態(tài)柵源電壓VGG1：器件開通態(tài)柵源電壓VGG1：器件關(guān)斷態(tài)柵源電壓VGG2：器件關(guān)斷態(tài)柵源電壓VGG2