如何優化碳化硅功率模塊導通電阻和導通壓降的測試方法

在“碳達峰”“碳中和”等國家戰略背景下，以新能源汽車為代表的“雙碳經濟”迎來前未有的發展機遇，電動汽車、光伏、風能綠色能源、智能電網等新的電力電子應用的發展，迫切要求電力電子器件在性能上更新換代”。電力電子技術是能源產生、傳輸、分配和運動的關鍵使能技術，基于其制備的MOSFET表現出極其優異的特性，從而被廣泛應用于軌道交通、電動汽車、智能電網以及航空航天等領域3。與Si功率器件相比，碳化硅功率器件的主要優點是禁帶寬度大、臨界擊穿電場強度高、電子飽和漂移速度快、熱導率高、熔點高等，使得碳化硅功率器件比Si器件擁有更高的工作溫度、更低的導通損耗、更高的擊穿電壓、更快的開關速度、更強的散熱能力和耐高溫能力，能夠同時承受高電流和高電壓應用而不會發生破壞性故障的能力。目前，功率開關器件發展迅速并被廣泛運用，其設計與制造朝著高頻開關速率、高功率密度、高結溫等方向發展

國內由于功率器件起步較晚，其測試設備的研制也相對晚于國外。為了確保碳化硅功率模塊在應用中的可靠性，其靜態特性的測試研究十分重要。靜態參數測試是評估功率器件性能是否達標的基礎流程。靜態參數主要是指SiC MOSFET本身所固有的或者在穩態工作下的特征參數，主要關注閾值電壓、柵漏電流、源漏電流、導通電阻、正向阻斷特性、反向恢復特性等參數，用于評估其電氣性能和可靠性。
PMST系列碳化硅功率模塊靜態參數測試平臺是武漢普賽斯正向設計、精益打造的高精密電壓/電流測試分析系統，是一款能夠提供IV、 CV、跨導等豐富功能的綜合測試系統，具有高精度、寬測量范圍、模塊化設計、輕松升級擴展等優勢，旨在全面滿足從基礎功率二極管、MOSFET、BJT、IGBT到寬禁帶半導體SiC、GaN等晶圓、芯片、器件及模塊的靜態參數表征和測試，并具有優秀的測量效率、一致性與可靠性。讓任何工程師使用它都能變成行業專家。

系統特點

高電壓：支持高達3.5KV高電壓測試（蕞大擴展至12kV）；                
大電流：支持高達6KA大電流測試（多模塊并聯）；
高精度：支持uΩ級導通電阻、納安級漏電流測試；
模塊化設計：內部采用模塊化配置，可添加或升級測量單元；
測試效率高：可自動切換、一鍵測試；
溫度范圍廣：支持常溫、高溫測試；
兼容多種封裝：根據測試需求可定制夾具；

PMST系列功率器件靜態參數測試系統測試項目

二極管：反向擊穿電壓V_R、反向漏電流I_R、正向電壓V_F、 正向電流I_F、電容值C_d、I-V曲線、C-V曲線

三極管：V_(BR)CEO、V_(BR)CBO、V_(BR)EBO、I_CBO、V_CE(sat)、VBE(sat)、I_C、I_B、C_eb、 增益hFE，輸入特性曲線、輸出特性曲線、C-V特性曲線

Si MOS/IGBT/SiC MOS/GaN HEMT：V_(BR)DSS/V_(BR)CES、I_DSS/I_CES、V_CE(sat)、R_DS(on)、V_SD/V_F、V_GS(th)/、V_GE(th)、I_GSS/I_GES柵極內阻R_g、輸入電容C_iss/C_ies、輸出電容、C_oss/C_oes、反向傳輸電容C_rss/C_res、跨導g_fs、輸出特性曲線、 轉移特性曲線、C-V特性曲線

光耦(四端口以下)：I_F、V_F、V_(BR)CEO、V_CE(sat)、I_CEO、I_R、輸入電容C_T、輸出電容C_CE、 電流傳輸比C_TR、隔離電容C_IO