如何优化碳化硅功率模块导通电阻和导通压降的测试方法

在“碳达峰”“碳中和”等国家战略背景下，以新能源汽车为代表的“双碳经济”迎来前未有的发展机遇，电动汽车、光伏、风能绿色能源、智能电网等新的电力电子应用的发展，迫切要求电力电子器件在性能上更新换代”。电力电子技术是能源产生、传输、分配和运动的关键使能技术，基于其制备的MOSFET表现出极其优异的特性，从而被广泛应用于轨道交通、电动汽车、智能电网以及航空航天等领域3。与Si功率器件相比，碳化硅功率器件的主要优点是禁带宽度大、临界击穿电场强度高、电子饱和漂移速度快、热导率高、熔点高等，使得碳化硅功率器件比Si器件拥有更高的工作温度、更低的导通损耗、更高的击穿电压、更快的开关速度、更强的散热能力和耐高温能力，能够同时承受高电流和高电压应用而不会发生破坏性故障的能力。目前，功率开关器件发展迅速并被广泛运用，其设计与制造朝着高频开关速率、高功率密度、高结温等方向发展

国内由于功率器件起步较晚，其测试设备的研制也相对晚于国外。为了确保碳化硅功率模块在应用中的可靠性，其静态特性的测试研究十分重要。静态参数测试是评估功率器件性能是否达标的基础流程。静态参数主要是指SiC MOSFET本身所固有的或者在稳态工作下的特征参数，主要关注阈值电压、栅漏电流、源漏电流、导通电阻、正向阻断特性、反向恢复特性等参数，用于评估其电气性能和可靠性。
PMST系列碳化硅功率模块静态参数测试平台是武汉普赛斯正向设计、精益打造的高精密电压/电流测试分析系统，是一款能够提供IV、 CV、跨导等丰富功能的综合测试系统，具有高精度、宽测量范围、模块化设计、轻松升级扩展等优势，旨在全面满足从基础功率二极管、MOSFET、BJT、IGBT到宽禁带半导体SiC、GaN等晶圆、芯片、器件及模块的静态参数表征和测试，并具有优秀的测量效率、一致性与可靠性。让任何工程师使用它都能变成行业专家。

系统特点

高电压：支持高达3.5KV高电压测试（蕞大扩展至12kV）；                
大电流：支持高达6KA大电流测试（多模块并联）；
高精度：支持uΩ级导通电阻、纳安级漏电流测试；
模块化设计：内部采用模块化配置，可添加或升级测量单元；
测试效率高：可自动切换、一键测试；
温度范围广：支持常温、高温测试；
兼容多种封装：根据测试需求可定制夹具；

PMST系列功率器件静态参数测试系统测试项目

二极管：反向击穿电压V_R、反向漏电流I_R、正向电压V_F、 正向电流I_F、电容值C_d、I-V曲线、C-V曲线

三极管：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，输入特性曲线、输出特性曲线、C-V特性曲线

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栅极内阻R_g、输入电容C_iss/C_ies、输出电容、C_oss/C_oes、反向传输电容C_rss/C_res、跨导g_fs、输出特性曲线、 转移特性曲线、C-V特性曲线

光耦(四端口以下)：I_F、V_F、V_(BR)CEO、V_CE(sat)、I_CEO、I_R、输入电容C_T、输出电容C_CE、 电流传输比C_TR、隔离电容C_IO