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- IGBT的檢測方法

2016年04月05日 17:28 21IC電子網(wǎng) 作者:佚名 用戶評論(0

  二、場效應管的使用注意事項

  (1)為了安全使用場效應管,在線路的設計中不能超過管的耗散功率,最大漏源電壓、最大柵源電壓和最大電流等參數(shù)的極限值。

 ?。?)各類型場效應管在使用時,都要嚴格按要求的偏置接人電路中,要遵守場效應管偏置的極性。如結(jié)型場效應管柵源漏之間是PN結(jié),N溝道管柵極不能加正偏壓溝道管柵極不能加負偏壓,等等。

 ?。?)MOS場效應管由于輸人阻抗極高,所以在運輸、貯藏中必須將引出腳短路,要用金屬屏蔽包裝,以防止外來感應電勢將柵極擊穿。尤其要注意,不能將MOS場效應管放人塑料盒子內(nèi),保存時最好放在金屬盒內(nèi),同時也要注意管的防潮。

  (4)為了防止場效應管柵極感應擊穿,要求一切測試儀器、工作臺、電烙鐵、線路本身都必須有良好的接地;管腳在焊接時,先焊源極;在連入電路之前,管的全部引線端保持互相短接狀態(tài),焊接完后才把短接材料去掉;從元器件架上取下管時,應以適當?shù)姆绞酱_保人體接地如采用接地環(huán)等;當然,如果能采用先進的氣熱型電烙鐵,焊接場效應管是比較方便的,并且確保安全;在未關(guān)斷電源時,絕對不可以把管插人電路或從電路中拔出。以上安全措施在使用場效應管時必須注意。

  (5)在安裝場效應管時,注意安裝的位置要盡量避免靠近發(fā)熱元件;為了防管件振動,有必要將管殼體緊固起來;管腳引線在彎曲時,應當大于根部尺寸5毫米處進行,以防止彎斷管腳和引起漏氣等。

  對于功率型場效應管,要有良好的散熱條件。因為功率型場效應管在高負荷條件下運用,必須設計足夠的散熱器,確保殼體溫度不超過額定值,使器件長期穩(wěn)定可靠地工作。

  總之,確保場效應管安全使用,要注意的事項是多種多樣,采取的安全措施也是各種各樣,廣大的專業(yè)技術(shù)人員,特別是廣大的電子愛好者,都要根據(jù)自己的實際情況出發(fā),采取切實可行的辦法,安全有效地用好場效應管。

  三、VMOS場效應管

  VMOS場效應管(VMOSFET)簡稱VMOS管或功率場效應管,其全稱為V型槽MOS場效應管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效、功率開關(guān)器件。它不僅繼承了MOS場效應管輸入阻抗高(≥108W)、驅(qū)動電流?。?.1μA左右),還具有耐壓高(最高1200V)、工作電流大(1.5A~100A)、輸出功率高(1~250W)、跨導的線性好、開關(guān)速度快等優(yōu)良特性。正是由于它將電子管與功率晶體管之優(yōu)點集于一身,因此在電壓放大器(電壓放大倍數(shù)可達數(shù)千倍)、功率放大器、開關(guān)電源逆變器中正獲得廣泛應用。

  VMOS場效應功率管具有極高的輸入阻抗及較大的線性放大區(qū)等優(yōu)點,尤其是其具有負的電流溫度系數(shù),即在柵-源電壓不變的情況下,導通電流會隨管溫升高而減小,故不存在由于“二次擊穿”現(xiàn)象所引起的管子損壞現(xiàn)象。因此,VMOS管的并聯(lián)得到廣泛應用。

  眾所周知,傳統(tǒng)的MOS場效應管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上,其工作電流基本上是沿水平方向流動。VMOS管則不同,從圖1上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點:第一,金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu);第二,具有垂直導電性。由于漏極是從芯片的背面引出,所以ID不是沿芯片水平流動,而是自重摻雜N+區(qū)(源極S)出發(fā),經(jīng)過P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū),最后垂直向下到達漏極D。電流方向如圖中箭頭所示,因為流通截面積增大,所以能通過大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層,因此它仍屬于絕緣柵型MOS場效應管。

  國內(nèi)生產(chǎn)VMOS場效應管的主要廠家有877廠、天津半導體器件四廠、杭州電子管廠等,典型產(chǎn)品有VN401、VN672、VMPT2等。

  下面介紹檢測VMOS管的方法。

  1.判定柵極G

  將萬用表撥至R×1k檔分別測量三個管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大,并且交換表筆后仍為無窮大,則證明此腳為G極,因為它和另外兩個管腳是絕緣的。

  2.判定源極S、漏極D

  由圖1可見,在源-漏之間有一個PN結(jié),因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異,可識別S極與D極。用交換表筆法測兩次電阻,其中電阻值較低(一般為幾千歐至十幾千歐)的一次為正向電阻,此時黑表筆的是S極,紅表筆接D極。

  3.測量漏-源通態(tài)電阻RDS(on)

  將G-S極短路,選擇萬用表的R×1檔,黑表筆接S極,紅表筆接D極,阻值應為幾歐至十幾歐。

  由于測試條件不同,測出的RDS(on)值比手冊中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表R×1檔實測一只IRFPC50型VMOS管,RDS(on)=3.2W,大于0.58W(典型值)。

  4.檢查跨導

  將萬用表置于R×1k(或R×100)檔,紅表筆接S極,黑表筆接D極,手持螺絲刀去碰觸柵極,表針應有明顯偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)愈大,管子的跨導愈高。

  注意事項:

  (1)VMOS管亦分N溝道管與P溝道管,但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于N溝道管。對于P溝道管,測量時應交換表筆的位置。

 ?。?)有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護二極管,本檢測方法中的1、2項不再適用。

 ?。?)目前市場上還有一種VMOS管功率模塊,專供交流電機調(diào)速器、逆變器使用。例如美國IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊,內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只,構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。

 ?。?)現(xiàn)在市售VNF系列(N溝道)產(chǎn)品,是美國Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場效應管,其最高工作頻率fp=120MHz,IDSM=1A,PDM=30W,共源小信號低頻跨導gm=2000μS。適用于高速開關(guān)電路和廣播、通信設備中。

  (5)使用VMOS管時必須加合適的散熱器后。以VNF306為例,該管子加裝140×140×4(mm)的散熱器后,最大功率才能達到30W。

  (6)多管并聯(lián)后,由于極間電容和分布電容相應增加,使放大器的高頻特性變壞,通過反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此,并聯(lián)復合管管子一般不超過4個,而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻。

  檢測絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)好壞的簡易方法

  1、判斷極性

  首先將萬用表撥在R×1KΩ擋,用萬用表測量時,若某一極與其它兩極阻值為

  無窮大,調(diào)換表筆后該極與其它兩極的阻值仍為無窮大,則判斷此極為柵極(G)。其余兩極再用萬用表測量,若測得阻值為無窮大,調(diào)換表筆后測量阻值較小。在測量阻值較小的一次中,則判斷紅表筆接的為集電極(C);黑表筆接的為發(fā)射極(E)。

  2、判斷好壞

  將萬用表撥在R×10KΩ擋,用黑表筆接IGBT的集電極(C),紅表筆接IGBT的發(fā)射極(E),此時萬用表的指針在零位。用手指同時觸及一下柵極(G)和集電極(C),這時IGBT被觸發(fā)導通,萬用表的指針擺向阻值較小的方向,并能站住指示在某一位置。然后再用手指同時觸及一下柵極(G)和發(fā)射極(E),這時IGBT被阻斷,萬用表的指針回零。此時即可判斷IGBT是好的。

  3、注意事項

  任何指針式萬用表皆可用于檢測IGBT。注意判斷IGBT好壞時,一定要將萬用表撥在R×10KΩ擋,因R×1KΩ擋以下各檔萬用表內(nèi)部電池電壓太低,檢測好壞時不能使IGBT導通,而無法判斷IGBT的好壞。此方法同樣也可以用于檢測功率場效應晶體管(P-MOSFET)的好壞。變頻器、軟起動器、PLC、人機界面、低壓電器、電氣自動化工程、恒壓供水設備、音樂噴泉控制系統(tǒng)、變頻器維修等。

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( 發(fā)表人:林錦翔 )

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