Zwei identische Leistungshalbleiterbauelemente sind in Halbbrückenschaltung verbunden. Für das untere (LO) Bauelement und das obere (HI) Bauelement stehen jeweils drei Testmodi zur Verfügung. Zur Messung des HI-Bauelements wird eine entsprechend dimensionierte, hochspannungsisolierte Messspitze benötigt, deren Hochspannungsisolation der Gleichspannung des Zwischenkreises entspricht.
- Testmodus 1: Das zu testende Gerät ist eingeschaltet und leitet Strom, das andere Gerät ist ausgeschaltet.
- Testmodus 2: Das getestete Gerät befindet sich im AUS-Zustand und blockiert den Strom, das andere Gerät bleibt AUS.
- Testmodus 3: Das getestete Gerät ist wieder eingeschaltet und leitet Strom, das andere Gerät bleibt ausgeschaltet.
Die Induktivität befindet sich in Schaltstellung 1, und der Schaltkreis wird in drei aufeinanderfolgenden Betriebsmodi betrieben. Zuerst wird das LO-Bauelement durch einen simulierten Gate-Ansteuerimpuls eingeschaltet, während das HI-Bauelement im Freilaufbetrieb arbeitet (linkes Bild). Anschließend wird das LO-Bauelement ausgeschaltet (mittleres Bild), wobei weiterhin Strom durch die Induktivität fließt (jedoch nicht ansteigt). Schließlich wird das LO-Bauelement wieder eingeschaltet, und kurz nach dem Übergang in den eingeschalteten Zustand fließt kurzzeitig Sperrstrom durch die HI-Diode, wodurch sich der Leitungsstrom des LO-Bauelements während dieser Zeit erhöht (rechtes Bild). Während des Betriebs in allen drei Betriebsmodi werden der Gate-Ansteuerimpuls des LO-Bauelements sowie dessen Ausgangsspannung und Leitungsstrom gemessen.
Die Induktivität wird in Schalterposition 2 gebracht und der Schaltkreis in drei aufeinanderfolgenden Modi betrieben. Zuerst wird das HI-Bauelement durch einen simulierten Gate-Ansteuerimpuls eingeschaltet und arbeitet im Freilaufbetrieb (linkes Bild). Anschließend wird das HI-Bauelement ausgeschaltet (mittleres Bild), wobei weiterhin Strom durch die Induktivität fließt (jedoch nicht ansteigt). Schließlich wird das HI-Bauelement wieder eingeschaltet, und kurz nach dem Übergang in den eingeschalteten Zustand fließt kurzzeitig Sperrstrom durch die LO-Diode, wodurch sich der Leitungsstrom des HI-Bauelements während dieser Zeit erhöht (rechtes Bild). Während des Betriebs in allen drei Modi werden der Gate-Ansteuerimpuls des HI-Bauelements sowie dessen Ausgangsspannung und Leitungsstrom gemessen.
Ingenieure, die Leistungshalbleiterbauelemente entwickeln und einsetzen, wollen die Verluste während Schalt- und Leitungsvorgängen minimieren, um die Effizienz zu maximieren. Sie müssen daher:
- 1. Genaue Messung der Anstiegszeit des Gate-Ansteuersignals (Vgs) und der Signalqualität/-form an den LO- und HI-Bauelementen (Vds)
- 2. Die Ausgangsspannung des Geräts während des Schaltens, Leitens und Sperrens präzise messen.
- 3. Den Drainstrom präzise messen und den Wirkungsgrad in verschiedenen Betriebsmodi berechnen.
- 4. Den Sperrstrom der Diode genau charakterisieren, um Energie- und Wirkungsgradverluste zu berechnen (für MOSFETs).
Teledyne LeCroy ist in einzigartiger Weise in der Lage, hochpräzise Oszilloskope und Tastköpfe (sowie ergänzende Hardware und Software) für eine genaueste und präziseste Gerätecharakterisierung anzubieten.
- 12-bit Hochauflösende Oszilloskope (HDO®) mit einer Verstärkungsgenauigkeit von 0.5 % und geringstem Rauschen bei voller Bandbreite
- Optisch und elektrisch isolierte Spannungstastköpfe mit überlegener Gleichtaktunterdrückung (CMRR), hoher Genauigkeit und präziser Kalibrierung.
- Sonden, die speziell auf die Anforderungen von 60-V-GaN-, 500-V-GaN- und 1000+-V-SiC-Tests zugeschnitten sind.
- Ergänzende Stromversorgungen, Signalgeneratoren (AWG/AFG), Messsoftware und Testautomatisierungssoftware