IGBT的检验方法专业资料.doc

IGBT检测办法IGBT有三个电极，分别称为栅极G(也叫控制极或门极)、集电极C(亦称漏极)及发射极E(也称源极)一、用指针式万用表对场效应管进行鉴别（1）用测电阻法鉴别结型场效应管电极依照场效应管PN结正、反向电阻值不同样现象，可以鉴别出结型场效应管三个电极。详细办法：将万用表拨在R1k档上，任选两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极正、反向电阻值相等，且为几千欧姆时，则该两个电极分别是漏极D和源极S。由于对结型场效应管而言，漏极和源极可互换，剩余电极必定是栅极G。也可以将万用表黑表笔（红表笔也行）任意接触一种电极，另一只表笔依次去接触别的两个电极，测其电阻值。当浮现两次测得电阻值近似相等时，则黑表笔所接触电极为栅极，别的两电极分别为漏极和源极。若两次测出电阻值均很大，阐明是PN结反向，即都是反向电阻，可以鉴定是N沟道场效应管，且黑表笔接是栅极；若两次测出电阻值均很小，阐明是正向PN结，即是正向电阻，鉴定为P沟道场效应管，黑表笔接也是栅极。若不浮现上述状况，可以调换黑、红表笔按上述办法进行测试，直到鉴别出栅极为止。（2）用测电阻法鉴别场效应管好坏测电阻法是用万用表测量场效应管源极与漏极、栅极与源极、栅极与漏极、栅极G1与栅极G2之间电阻值同场效应管手册标明电阻值与否相符去鉴别管好坏。详细办法：一方面将万用表置于R10或R100档，测量源极S与漏极D之间电阻，普通在几十欧到几千欧范畴（在手册中可知，各种不同型号管，其电阻值是各不相似），如果测得阻值不不大于正常值，也许是由于内部接触不良；如果测得阻值是无穷大，也许是内部断极。然后把万用表置于R10k档，再测栅极G1与G2之间、栅极与源极、栅极与漏极之间电阻值，当测得其各项电阻值均为无穷大，则阐明管是正常；若测得上述各阻值太小或为通路，则阐明管是坏。要注意，若两个栅极在管内断极，可用元件代换法进行检测。（3）用感应信号输人法估测场效应管放大能力详细办法：用万用表电阻R100档，红表笔接源极S，黑表笔接漏极D，给场效应管加上1.5V电源电压，此时表针批示出漏源极间电阻值。然后用手捏住结型场效应管栅极G，将人体感应电压信号加到栅极上。这样，由于管放大作用，漏源电压VDS和漏极电流Ib都要发生变化，也就是漏源极间电阻发生了变化，由此可以观测到表针有较大幅度摆动。如果手捏栅极表针摆动较小，阐明管放大能力较差；表针摆动较大，表白管放大能力大；若表针不动，阐明管是坏。依照上述办法，咱们用万用表R100档，测结型场效应管3DJ2F。先将管G极开路，测得漏源电阻RDS为600，用手捏住G极后，表针向左摆动，批示电阻RDS为12k，表针摆动幅度较大，阐明该管是好，并有较大放大能力。 运用这种办法时要阐明几点：一方面，在测试场效应管用手捏住栅极时，万用表针也许向右摆动（电阻值减小），也也许向左摆动（电阻值增长）。这是由于人体感应交流电压较高，而不同场效应管用电阻档测量时工作点也许不同（或者工作在饱和区或者在不饱和区）所致，实验表白，多数管RDS增大，即表针向左摆动；少数管RDS减小，使表针向右摆动。但无论表针摆动方向如何，只要表针摆动幅度较大，就阐明管有较大放大能力。第二，此办法对MOS场效应管也合用。但要注意，MOS场效应管输人电阻高，栅极G容许感应电压不应过高，因此不要直接用手去捏栅极，必要用于握螺丝刀绝缘柄，用金属杆去碰触栅极，以防止人体感应电荷直接加到栅极，引起栅极击穿。第三，每次测量完毕，应当G-S极间短路一下。这是由于G-S结电容上会充有少量电荷，建立起VGS电压，导致再进行测量时表针也许不动，只有将G-S极间电荷短路放掉才行。（4）用测电阻法鉴别无标志场效应管一方面用测量电阻办法找出两个有电阻值管脚，也就是源极S和漏极D，余下两个脚为第一栅极G1和第二栅极G2。把先用两表笔测源极S与漏极D之间电阻值记下来，对调表笔再测量一次，把其测得电阻值记下来，两次测得阻值较大一次，黑表笔所接电极为漏极D；红表笔所接为源极S。用这种办法鉴别出来S、D极，还可以用估测其管放大能力办法进行验证，即放大能力大黑表笔所接是D极；红表笔所接地是8极，两种办法检测成果均应同样。当拟定了漏极D、源极S位置后，按D、S相应位置装人电路，普通G1、G2也会依次对准位置，这就拟定了两个栅极G1、G2位置，从而就拟定了D、S、G1、G2管脚顺序。（5）用测反向电阻值变化判断跨导大小对VMOSN沟道增强型场效应管测量跨导性能时，可用红表笔接源极S、黑表笔接漏极D，这就相称于在源、漏极之间加了一种反向电压。此时栅极是开路，管反向电阻值是很不稳定。将万用表欧姆档选在R10k高阻档，此时表内电压较高。当用手接触栅极G时，会发现管反向电阻值有明显地变化，其变化越大，阐明管跨导值越高；如果被测管跨导很小，用此法测时，反向阻值变化不大。二、场效应管使用注意事项（1）为了安全使用场效应管，在线路设计中不能超过管耗散功率，最大漏源电压、最大栅源电压和最大电流等参数极限值。（2）各类型场效应管在使用时，都要严格按规定偏置接人电路中，要遵守场效应管偏置极性。如结型场效应管栅源漏之间是PN结，N沟道管栅极不能加正偏压；P沟道管栅极不能加负偏压，等等。（3）MOS场效应管由于输人阻抗极高，因此在运送、贮藏中必要将引出脚短路，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿。特别要注意，不能将MOS场效应管放人塑料盒子内，保存时最佳放在金属盒内，同步也要注意管防潮。（4）为了防止场效应管栅极感应击穿，规定一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路自身都必要有良好接地；管脚在焊接时，先焊源极；在连入电路之前，管所有引线端保持互相短接状态，焊接完后才把短接材料去掉；从元器件架上取下管时，应以恰当方式保证人体接地如采用接地环等；固然，如果能采用先进气热型电烙铁，焊接场效应管是比较以便，并且保证安全；在未关断电源时，绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全办法在使用场效应管时必要注意。（5）在安装场效应管时，注意安装位置要尽量避免接近发热元件；为了防管件振动，有必要将管壳体紧固起来；管脚引线在弯曲时，应当不不大于根部尺寸5毫米处进行，以防止弯断管脚和引起漏气等。对于功率型场效应管，要有良好散热条件。由于功率型场效应管在高负荷条件下运用，必要设计足够散热器，保证壳体温度不超过额定值，使器件长期稳定可靠地工作。总之，保证场效应管安全使用，要注意事项是各种各样，采用安全办法也是各种各样，广大专业技术人员，特别是广大电子兴趣者，都要依照自己实际状况出发，采用切实可行办法，安全有效地用好场效应管。三、VMOS场效应管VMOS场效应管（VMOSFET）简称VMOS管或功率场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管。它是继MOSFET之后新发展起来高效、功率开关器件。它不但继承了MOS场效应管输入阻抗高（108W）、驱动电流小（0.1A左右），还具备耐压高（最高1200V）、工作电流大（1.5A100A）、输出功率高（1250W）、跨导线性好、开关速度快等优良特性。正是由于它将电子管与功率晶体管之长处集于一身，因而在电压放大器（电压放大倍数可达数千倍）、功率放大器、开关电源和逆变器中正获得广泛应用。 VMOS场效应功率管具备极高输入阻抗及较大线性放大区等长处，特别是其具备负电流温度系数，即在栅-源电压不变状况下，导通电流会随管温升高而减小，故不存在由于“二次击穿”现象所引起管子损坏现象。因而，VMOS管并联得到广泛应用。众所周知，老式MOS场效应管栅极、源极和漏极大大体处在同一水平面芯片上，其工作电流基本上是沿水平方向流动。VMOS管则不同，从图1上可以看出其两大构造特点:第一，金属栅极采用V型槽构造；第二，具备垂直导电性。由于漏极是从芯片背面引出，因此ID不是沿芯片水平流动，而是自重掺杂N+区（源极S）出发，通过P沟道流入轻掺杂N-漂移区，最后垂直向下到达漏极D。电流方向如图中箭头所示，由于流通截面积增大，因此能通过大电流。由于在栅极与芯片之间有二氧化硅绝缘层，因而它仍属于绝缘栅型MOS场效应管。 国内生产VMOS场效应管重要厂家有877厂、天津半导体器件四厂、杭州电子管厂等，典型产品有VN401、VN672、VMPT2等。下面简介检测VMOS管办法。1鉴定栅极G 将万用表拨至R1k档分别测量三个管脚之间电阻。若发现某脚与其字两脚电阻均呈无穷大，并且互换表笔后仍为无穷大，则证明此脚为G极，由于它和此外两个管脚是绝缘。2鉴定源极S、漏极D由图1可见，在源-漏之间有一种PN结，因而依照PN结正、反向电阻存在差别，可辨认S极与D极。用互换表笔法测两次电阻，其中电阻值较低（普通为几千欧至十几千欧）一次为正向电阻，此时黑表笔是S极，红表笔接D极。3测量漏-源通态电阻RDS（on）将G-S极短路，选取万用表R1档，黑表笔接S极，红表笔接D极，阻值应为几欧至十几欧。由于测试条件不同，测出RDS（on）值比手册中给出典型值要高某些。例如用500型万用表R1档实测一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，不不大于0.58W（典型值）。4检查跨导将万用表置于R1k（或R100）档，红表笔接S极，黑表笔接D极，手持螺丝刀去碰触栅极，表针应有明显偏转，偏转愈大，管子跨导愈高。注意事项：（1）VMOS管亦分N沟道管与P沟道管，但绝大多数产品属于N沟道管。对于P沟道管，测量时应互换表笔位置。（2）有少数VMOS管在G-S之间并有保护二极管，本检测办法中1、2项不再合用。（3）当前市场上尚有一种VMOS管功率模块，专供交流电机调速器、逆变器使用。例如美国IR公司生产IRFT001型模块，内部有N沟道、P沟道管各三只，构成三相桥式构造。（4）当前市售VNF系列（N沟道）产品，是美国Supertex公司生产超高频功率场效应管，其最高工作频率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信号低频跨导gm=S。合用于高速开关电路和广播、通信设备中。（5）使用VMOS管时必要加适当散热器后。以VNF306为例，该管子加装1401404（mm）散热器后，最大功率才干达到30W。（6）多管并联后，由于极间电容和分布电容相应增长，使放大器高频特性变坏，通过反馈容易引起放大器高频寄生振荡。为此，并联复合管管子普通不超过4个，并且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。检测绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）好坏简易办法1、判断极性一方面将万用表拨在R1K挡，用万用表测量时，若某一极与其他两极阻值为无穷大，调换表笔后该极与其他两极阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。别的两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小一次中，则判断红表笔接为集电极（C）；黑表笔接为发射极（E）。2、判断好坏将万用表拨在R10K挡，用黑表笔接IGBT集电极（C），红表笔接IGBT发射极（E），此时万用表指针在零位。用手指同步触及一下栅极（G）和集电极（C），这时IGBT被触发导通，万用表指针摆向阻值较小方向，并能站住批示在某一位置。然后再用手指同步触及一下栅极（G）和发射极（E），这时IGBT被阻断，万用表指针回零。此时即可判断IGBT是好。3、注意事项任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在R10K挡，因R1K挡如下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT导通，而无法判断IGBT好坏。此办法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）好坏。变频器、软起动器、PLC、人机界面、低压电器、电气自动化工程、恒压供水设备、音乐喷泉控制系统、变频器维修等。