用于 Si , SiC , GaN , 材料的器件级和模块级
的IGBT , MOS-FET的正向偏置安全工作区测试
FBSOA和对应的IV曲线
ICE电流0~1000A
VCE电压0~100V。
VGE驱动电压0~30V
vF热敏电压≤5V
Pmax功率100KW.
脉宽10us~10ms，
柜式结构，气动安全（支持手动式）工装柜，计算机全自动程控

详细介绍

FBSOA1000

Forward Bias Safe Operating Area 1000A

晶体管正向偏置安全工作区测试系统

Transistor Forward Bias Safe Operating Area Test System

图片1.png

n 用于 Si , SiC , GaN , 材料的器件级和模块级

的IGBT , MOS-FET的正向偏置安全工作区测试

n FBSOA和对应的IV曲线

n ICE电流0~1000A

n VCE电压0~100V。

n VGE驱动电压0~30V

n vF热敏电压≤5V

n Pmax功率100KW.

n 脉宽10us~10ms，

n 柜式结构，气动安全（支持手动式）工装柜，计算机全自动程控

Tel:173 -4295 -2894

一、关于安全工作区

晶体管的安全工作区，英文全称safe operating area，简称SOA。顾名思义，也就是说只要使用的条件（电压、电流、结温等）不超出SOA圈定的边界，晶体管必然能够按照电路设计正常运行，反之则死。

图片2.png

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所以，FBSOA是指全控型晶体管的门极电压VGE处于正向偏置（VGE>VGEth）时，沟道处于导通状态时的安全工作区。FBSOA是全控型晶体管各种工作状态的集合，必须集合晶体管的其它特性去理解安全工作区的含义。

失效器件送到原厂做FA分析，看到的字眼通常包含over voltage，over current，short circuit，EOS等，但是，其失效的深层原因与整机的应用环境和系统设计是密切相关的。

整机产品里面包含的元器件数量少则几十，多则上万甚至更多，应用环境千奇百怪，元器件的失效就不可避免，作为工程师，能做的就是根据整机性能要求充分评估、测试元器件的各项关键参数，出现失效后，复盘设计，复现失效，找出根因，避免失效再次复现。

图片4.png

二、FBSOA参数定义

右图是简化的FBSOA曲线，本质上讲，FBSOA曲线划定了 四条电压-电流关系的边界线，分别由AB段，BC段，CD段，DE段构成。

AB段规定了处于饱和导通状态下IGBT的工作电流，这个电流与IGBT的门极驱动电压幅值密切相关，从图4可以看出，IGBT的门极驱动电压幅值越高，饱和导通状态下的工作电流越大。

BC段规定了IGBT的可重复电流ICpuls，这个电流是4倍的标称电流；

图片5.png

FBSOA简化曲线

CD段是最复杂的，需要结合IGBT的瞬态热阻来看。大家知道，IGBT有两个工作区，线性区和饱和区，跨越过AB段之后，其实IGBT就处于线性区了，也就是退出饱和导通区了，IGBT的损耗急剧上升，所以，这条边界体现了IGBT能承受的耗散功率Ptot。同时可以看出，集射极CE两端电压越高，IGBT所能承受的电流脉冲幅值越低，另外，电流脉冲宽度越大，IGBT所能承受的电流幅值也越低。

从图可以看出，蓝色CD段各种脉冲宽度下的SOA，均是单脉冲安全工作区，非连续工作情况下的工作区，所以，必须参考上一页的右下角的IGBT瞬态热阻曲线，由公式（1）计算出在VCE条件下允许的电流IC的幅值和脉宽。

DE段最容易理解，它规定了IGBT的集射极CE击穿电压，需要注意的是，IGBT的CE击穿电压是和结温正相关的，结温越低，CE击穿电压也越低。