由于IGBT在功率半導體的市場日趨重要，使用新的測試方法來測試產(chǎn)品特性及生產(chǎn)是必須的。在此介紹的模組化測試系統(tǒng)是瞄準功率電晶體的靜態(tài)及動態(tài)量測，討論的是IGBT設計者或是此類設備采購者最關切的需求。首先列出IGBT測試所須的線路圖并定義所有的參數(shù)，最后再就控制系統(tǒng)的選擇舉一實例來說明該系統(tǒng)的基本架構(gòu)。IGBT測試系統(tǒng)需求近年來，電子工業(yè)不斷發(fā)展功率元件及系統(tǒng)，而電力電子工業(yè)中使用IGBT裝置的數(shù)量也急速增加。由半導體至電力產(chǎn)品之制造廠皆希望在這些產(chǎn)品中改善成較好的效率及降低所有工業(yè)制程步驟的成本，從產(chǎn)品的研發(fā)至最后產(chǎn)品品質(zhì)的控制過程皆必須被完善控制。對這些所有的步驟，測試相對地變的非常重要，且必需準確及可靠。對在生產(chǎn)過程而言，測試設備須具備多樣的特點來配合不同的測試需求。研發(fā)工程師需要知道其特性便于其設計，生產(chǎn)的人員須要快速且容易使用的工具，可控制他們的生產(chǎn)制程，品質(zhì)管制人員則需要檢查他們所組合的產(chǎn)品的特性及收集他們的結(jié)果來做統(tǒng)計分析。(一)多用途性(Versatility)現(xiàn)代的測試設備所須的功能，必須能不被限制其最大電流及電壓之供給。目前IGBT的產(chǎn)品其電流可通過1200A及阻斷電壓可高達3300V，但不久之后IGBT的產(chǎn)品即會有達到4500V及2000A的能力。且無人可預測未來其電壓及電流可達到多少，再者，現(xiàn)今IGBT的測試設備，也須能測試新元件MCTS(MOSContrlledThyristort)或是IGCT(IntegratedGate-CommutatedThyristor)。因此，測試設備的評估上，須能適應及符合未來可能的發(fā)展，其不論是硬體，如電壓電流產(chǎn)生器或軟體上。IWATSU公司推出的CS-3000給用戶提出了最佳的解決方案(二)操作簡單(EaseofHandling)測試設備除了上述之特色外，應仍保持操作簡單及效率佳的能力。達此目的最佳之方法即是使用者不須具備特殊訓練即可操作此設備。如有使用晶體管特性圖示儀的用戶，操作起來會更加方便。此測試系統(tǒng)亦可經(jīng)常地改變測試的半導體元件的型式(通常一天數(shù)次)，對新的半導體元作的型式其可能會須要不同的制具(jig)，或是更復雜的驅(qū)動閘控制，或是一緩沖器(Sunbber)的保護等。因此，使用模組化系統(tǒng)即可達到上述之需求。在一個基本的測試系統(tǒng)上，加上一些可更換的測試單元，使其可執(zhí)行不同范圍產(chǎn)品的量測。(三)安全性(Safety)IGBT的測試系統(tǒng)因其可提供非常高的電壓輸出，對操作者來講是有一潛在的危險性，當在操作高電壓及大電流時，操作員的安全性應予以考慮，即該設備須在不同國家的規(guī)范中皆可符合其安全標準。在執(zhí)行測試時，在危險的區(qū)域應使用滑動式門鎖定而予以保護，所有參數(shù)皆應設置于安全的工作區(qū)域中，所有的保護措施的控制皆應由硬體部份來控制，而不是軟體來控制。很顯然的，在整條生產(chǎn)線上（研發(fā)測試時），時間是一個很重要的因素，因此，安全系統(tǒng)必須要很方便，而盡可能地對測試的速度影響愈小愈好。靜態(tài)測試(Statictests)此測試之目的在提供元件(device)的詳細特性，讓設計者能精確地預測元件在穩(wěn)態(tài)(Steadystate)情況時之行為，此可協(xié)助使用者選擇最佳的元件來用于他的應用中，更進一步地讓其對與半導體元件相連接的設備如：電壓鉗式單元，閘極驅(qū)動，冷卻系統(tǒng)等的設計更為妥切。(一)集射極崩潰電壓(CollectorEmitterBreakdownVoltage)VCEs量測于特定的集極電流IC下閘極短路至射極時，跨于集、射極兩端之電壓為VcEs如圖1,IGBT的集射極崩潰電壓是會隨著介面(Junction)溫度增加而增加的(典型對600V之IGBT會有0.7V/℃)(二)集極至射極的泄漏電流IcEs［或稱為集極的截止(Cut-off)電流］在額定的集射極電壓和閘射極短路下之集極電流為IcEs值(如圖2),IcEs的量測通常在25℃及最大的工作介面(Junction)溫度，且集極泄漏電流亦會隨介面溫度升高而增加。因此，在測試期間限制電流流過及避免thermal升高是很重要的。(三)集極至射極的飽和電壓 (Collectortoemittersaturationvoltage)VcEsatVcEsat(圖3)是在特定的集極電流，閘射極電壓及介面溫度時之集射極導通電壓VcEsat是相當重要的特性，因為其會決定導通之損失，在大的極電流時，測試的脈沖必須非常短，如此不致有過多之損失。 (四)二極體順向電壓(DiodeForwardVoltage)VFVF(圖4)是指IGBT模組中的飛輪二極體(FreewheelingDiode)在特定電流及介面溫度時之順向?qū)妷褐怠?五)閘極臨界電壓(GatethresholdVoltage)VGethVGeth(圖5)是指在特定集極電流及閘極短路至集極時之射極的電壓值。當閘射極電壓小于臨界值時IGBT是OFF狀態(tài)，因此閘極臨界電壓即是閘射極電壓使IGBT導通并流過特定的集極電流。VGEth是隨著介面溫度遽增而遞減的(-11mV/℃)。 (六)跨導(Transconductance)gfs跨導(gfs)(圖6)是于特定集極電流時，集極電流和閘射極電壓之商數(shù)?？鐚怯脕肀硎綢GBT增益的方式。由于跨導的量測是在清楚嚴格的特定條件下所做的兩個量測之值，因此，測試設備的精準性對測試結(jié)果有很大的影向力。 第二種方法是調(diào)整閘射極電壓至特定的集射極電壓(VP)并思考下列式子：△VGE=△VpIGBT的順向跨導是會隨著介面溫度升高而增加的，其原因在于定閘極電壓時，增加集極電流時，因電流Thermalrun-away而會使晶片溫度升高，因此IGBT并不被建議來當做一個線性放大器使用。(七)閘極電荷(QGE,QcG,QG)及閘極電容(Cies,Coes,Cres)QGE(圖7)是由驅(qū)動電路傳送。使用閘射極電壓達可維持特定集極電流之電荷值。QCE是由驅(qū)動電路傳送。允許跨于閘極電容的電壓，由特定之值降至最后導通值之電荷值。QG是閘極總電荷值，是QGe是QcG及另一附加之成份之總和，此附加之值和閘極＂Overdrive＂電壓有關由于有一些未知的雜散(stray)電容存在電路中，所以校正脈沖是必須的。在每一測試前都會先測試雜散(Stray)電容，并用該值來修正閘極電荷/電容之值。此雜散電容會依接線及氣候溫度等條件而變化。閘極電荷及電容之規(guī)格在規(guī)劃閘極驅(qū)動電路及決定閘極驅(qū)動損失時是非常有用的。(八)閘極至射極之泄漏電流IGEsIGEs(圖8)是指在特定的閘射極電壓及集極短路至射極時閘極之泄漏電流。此測試可能可以知道正或負的閘射極電壓。所量測的電流是相當小的，因此，脈沖至少須維持一個電源周期的積分時間，避免因閘極電容吸收的電流所產(chǎn)生之誤差。此量測必須在閘極電壓穩(wěn)定后才可進行。