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檢測認證人脈交流通訊錄
- FBSOA1000
Forward Bias Safe Operating Area 1000A
晶體管正向偏置安全工作區測試系統
Transistor Forward Bias Safe Operating Area Test System
?用于 Si , SiC , GaN , 材料的器件級和模塊級
的IGBT , MOS-FET的正向偏置安全工作區測試
?FBSOA和對應的IV曲線
?ICE電流0~1000A
?VCE電壓0~100V。
?VGE驅動電壓0~30V
?vF熱敏電壓≤5V
?Pmax最大功率100KW.
?脈寬10us~10ms，
?柜式結構，氣動安全（支持手動式）工裝柜，計算機全自動程控
一、關于安全工作區
晶體管的安全工作區，英文全稱safe operating area，簡稱SOA。顧名思義，也就是說只要使用的條件（電壓、電流、結溫等）不超出SOA圈定的邊界，晶體管必然能夠按照電路設計正常運行，反之則死。
所以，FBSOA是指全控型晶體管的門極電壓VGE處于正向偏置（VGE>VGEth）時，溝道處于導通狀態時的安全工作區。FBSOA是全控型晶體管各種工作狀態的集合，必須集合晶體管的其它特性去理解安全工作區的含義。
失效器件送到原廠做FA分析，看到的字眼通常包含over voltage，over current，short circuit，EOS等，但是，其失效的深層原因與整機的應用環境和系統設計是密切相關的。
整機產品里面包含的元器件數量少則幾十，多則上萬甚至更多，應用環境千奇百怪，元器件的失效就不可避免，作為工程師，能做的就是根據整機性能要求充分評估、測試元器件的各項關鍵參數，出現失效后，復盤設計，復現失效，找出根因，避免失效再次復現。
二、FBSOA參數定義
右圖是簡化的FBSOA曲線，本質上講，FBSOA曲線劃定了 四條電壓-電流關系的邊界線，分別由AB段，BC段，CD段，DE段構成。
AB段規定了處于飽和導通狀態下IGBT的最大工作電流，這個電流與IGBT的門極驅動電壓幅值密切相關，從圖4可以看出，IGBT的門極驅動電壓幅值越高，飽和導通狀態下的最大工作電流越大。
BC段規定了IGBT的最大可重復電流ICpuls，這個電流是4倍的標稱電流；
FBSOA簡化曲線
CD段是最復雜的，需要結合IGBT的瞬態熱阻來看。大家知道，IGBT有兩個工作區，線性區和飽和區，跨越過AB段之后，其實IGBT就處于線性區了，也就是退出飽和導通區了，IGBT的損耗急劇上升，所以，這條邊界體現了IGBT能承受的最大耗散功率Ptot。同時可以看出，集射極CE兩端電壓越高，IGBT所能承受的電流脈沖幅值越低，另外，電流脈沖寬度越大，IGBT所能承受的電流幅值也越低。
從圖可以看出，藍色CD段各種脈沖寬度下的SOA，均是單脈沖安全工作區，非連續工作情況下的工作區，所以，必須參考上一頁的右下角的IGBT瞬態熱阻曲線，由公式（1）計算出在指定VCE條件下允許的電流IC的幅值和脈寬。
DE段最容易理解，它規定了IGBT的集射極CE擊穿電壓，需要注意的是，IGBT的CE擊穿電壓是和結溫正相關的，結溫越低，CE擊穿電壓也越低。
三、規格及環境要求
??設備尺寸∶800*800*1800mm（2組）∶
??設備質量∶800kg∶
??海拔高度∶海拔不超過4000m； ?
? 環境要求∶-20℃～60℃（儲存）、5℃～45℃（工作）；
??相對濕度∶20%RH～75%RH（無凝露，濕球溫度計溫度45℃以下）；
??大氣壓力∶86Kpa～106Kpa；
??防護條件∶無較大灰塵，腐蝕性氣體，導電粉塵等；
??電網要求AC220V、±10%、50Hz±1Hz
??壓縮空氣∶根據配置；
??工作時間∶連續。
四、產品特點
?測試規范：國際標準IEC60747-9、IEC60747-2、國家標準GB/T29332、GB/T4023
?測試工裝有“手動式”“氣動式”“電子開關式”供用戶選擇，針對不同的封裝外觀，通過更換“DUT適配器”即可
?高溫測試，支持室溫~200℃，±1℃@0.5℃
?計算機程控，測試數據可存儲為 Excel 文件以及生成PDF格式，且內置多種通用文檔模板供用戶選擇，還可自定義
?安全穩定（PLC 對設備的工作狀態進行全程實時監控并與硬件進行互鎖）設備具有安全工作保護功能
?采用品牌工控機，具有抗電磁干擾能力強，排風量大等特點
?智能化，通過主控計算機進行操控及數據編輯，測試結果自動保存及上傳指定局域網，支持MES系統和掃碼槍連接
?安全性，防爆，防觸電，防燙傷，短路保護等多重保護措施，確保操作人員、設備、數據及樣品安全
?電壓源電流源模塊化設計，根據用戶需求等級，自選搭配
五.部分配件清單
?系統主機：數量/1 套，品牌/天光測控，型號/SOA-1000，規格/?；
?高壓電源：數量/1 套，品牌/顧偉，型號/PSW160-14.4，規格/電流0-14.4A 電壓0-160V 功率720W 單輸出多量程；
?驅動電源： 數量/1 套，品牌/顧偉，型號/GPP-2323，規格/雙通道輸出 電壓32V 電流3A；
?工 控 機：數量/1 套，品牌/研華，型號/610L，規格/；CPU:酷睿i7.操作系統windows10
? 機 柜：數量/1 套，品牌/天光測控，型號/SOA-A，規格/高≥2000mm 寬≤800mm 深≤800mm
?采集卡: 數量/1 套，品牌/阿爾泰，型號/USB8504，規格/ADC分辨率：14位 輸入通道：4通道 采樣率：40MS\s 存儲深度2GB;
?多功能數據卡: 數量/1 套，品牌/阿爾泰，型號/USB3132A，規格/操作系統win：XP.7.8.10 AI.AO輸入分辨率:16位250K
?電壓變送器: 數量/1 套，品牌/阿爾泰，型號/S1205，規格/輸入-2~+2 輸出-10V~+10V？
?霍爾電流傳感器: 數量/1 套，品牌/深圳知用，型號/CTA1000，規格/連續直流電流1000A 有效電流707 傳輸比：1：1000 帶寬：500KHZ
?探頭: 數量/1 套，品牌/深圳知用，型號/P6251，規格/帶寬：250MHZ 衰減比10：1 上升時間：1.4ns？
?柔性電流探頭：品牌/深圳知用，型號/CP9120L，規格/靈敏度5mv/A 電流1.2KA低頻帶寬1dB 高頻帶寬10dB
?集成配套包、鼠標、電源線
六、系統架構原理圖
七、局部示意圖
驅動模塊
氣動工裝示意圖
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