功率器件文章進(jìn)入功率器件技術(shù)社區

新型功率器件的老化特性：HTOL高溫工況老化測試

_____隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型功率器件如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）因其優(yōu)異的性能被廣泛應用于各種電子設備中。然而，這些器件在長(cháng)期連續使用后會(huì )出現老化現象，導致性能退化。如何在短時(shí)間內準確評估這些器件的老化特性，成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，針對功率器件的老化測試主要包括多種不同的測試方式。其中，JEDEC制定的老化測試標準（如HTGB、HTRB、H3TRB和功率循環(huán)測試）主要針對傳統的硅基功率器件。對于新型的SiC等功率器件，AQG-324標準進(jìn)一步要求增加動(dòng)態(tài)老化測試，如動(dòng)態(tài)柵偏和動(dòng)態(tài)反偏測試。
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新型SiC模塊，可將安裝面積減少一半

ROHM宣稱(chēng)其新型SiC模塊已「達到業(yè)界頂級水平」，這使得安裝面積顯著(zhù)減少。
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電感的失效分析

1、電感本質(zhì)我們通常所說(shuō)的電感指的是電感器件，它是用絕緣導線(xiàn)(例如漆包線(xiàn),沙包線(xiàn)等)繞制而成的電磁感應元件。在電路中，當電流流過(guò)導體時(shí)，會(huì )產(chǎn)生電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)的大小除以電流的大小就是電感。電感是衡量線(xiàn)圈產(chǎn)生電磁感應能力的物理量。給一個(gè)線(xiàn)圈通入電流，線(xiàn)圈周?chē)蜁?huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，線(xiàn)圈就有磁通量通過(guò)。通入線(xiàn)圈的電源越大，磁場(chǎng)就越強，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量就越大。實(shí)驗證明，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量和通入的電流是成正比的，它們的比值叫做自感系數，也叫做電感。1.2 電感分類(lèi)按電感形式分類(lèi)：固定電感、可變電感。按導磁體性質(zhì)分類(lèi)：空芯線(xiàn)圈
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功率電感器的額定電流為什么有兩種？

在DC-DC轉換器中，電感器是僅次于IC的核心元件。通過(guò)選擇恰當的電感器，能夠獲得較高的轉換效率。在選擇電感器時(shí)所使用的主要參數有電感值、額定電流、交流電阻、直流電阻等，在這些參數中還包括功率電感器特有的概念。例如，功率電感器的額定電流有兩種，它們之間的差異是什么呢？為了回答這樣的疑問(wèn)，我們在這里對功率電感器的額定電流進(jìn)行說(shuō)明。存在兩種額定電流的原因功率電感器的額定電流有"基于自我溫度上升的額定電流"和"基于電感值的變化率的額定電流"兩種決定方法，分別具有重要的意義
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功率器件的熱設計基礎（一）---功率半導體的熱阻

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。散熱功率半導體器件在開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中和導通電流時(shí)會(huì )產(chǎn)生損耗，損失的能量會(huì )轉化為熱能，表現為半導體器件發(fā)熱，器件的發(fā)熱會(huì )造成器件各點(diǎn)溫度的升高。半導體器件的溫度升高，取決于產(chǎn)生熱量多少（損耗）和散熱效率（散熱通路的熱阻）。IGBT模塊的風(fēng)冷散熱
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功率器件的熱設計基礎（二）---熱阻的串聯(lián)和并聯(lián)

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章將比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。第一講《功率器件熱設計基礎（一）----功率半導體的熱阻》，已經(jīng)把熱阻和電阻聯(lián)系起來(lái)了，那自然會(huì )想到熱阻也可以通過(guò)串聯(lián)和并聯(lián)概念來(lái)做數值計算。熱阻的串聯(lián)首先，我們來(lái)看熱阻的串聯(lián)。當兩個(gè)或多個(gè)導熱層依次排列，熱量依次通過(guò)
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功率器件熱設計基礎（三）----功率半導體殼溫和散熱器溫度定義和測試方法

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )聯(lián)系實(shí)際，比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。功率半導體模塊殼溫和散熱器溫度功率模塊的散熱通路由芯片、DCB、銅基板、散熱器和焊接層、導熱脂層串聯(lián)構成的。各層都有相應的熱阻，這些熱阻是串聯(lián)的，總熱阻等于各熱阻之和，這是因為熱量在傳遞過(guò)程中，需要依次克服每一個(gè)熱阻，所以總熱阻就是
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功率器件熱設計基礎（四）——功率半導體芯片溫度和測試方法

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。芯片表面溫度芯片溫度是一個(gè)很復雜的問(wèn)題，從芯片表面測量溫度，可以發(fā)現單個(gè)芯片溫度也是不均勻的。所以工程上設計一般可以取加權平均值或給出設計余量。這是一個(gè)MOSFET單管中的芯片，直觀(guān)可以看出芯片表面溫度是不一致的，光標1的位置與光標2位置溫度
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功率器件熱設計基礎（五）——功率半導體熱容

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。熱容熱容 C th 像熱阻 R th 一樣是一個(gè)重要的物理量，它們具有相似的量綱結構。熱容和電容，都是描述儲存能力物理量，平板電容器電容和熱容的對照關(guān)系如圖所示。平板電容器電容和熱容
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功率器件熱設計基礎（七）——熱等效模型

前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、SiC MOSFET高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。有了熱阻熱容的概念，自然就會(huì )想到在導熱材料串并聯(lián)時(shí)，就可以用阻容網(wǎng)絡(luò )來(lái)描述。一個(gè)帶銅基板的模塊有7層材料構成，各層都有一定的熱阻和熱容，哪怕是散熱器，其本身也有熱阻和熱容。整個(gè)散熱通路還包括導熱脂、散熱器和環(huán)境。不同時(shí)間尺度下
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功率器件熱設計基礎（九）——功率半導體模塊的熱擴散

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。任何導熱材料都有熱阻，而且熱阻與材料面積成反比，與厚度成正比。按道理說(shuō)，銅基板也會(huì )有額外的熱阻，那為什么實(shí)際情況是有銅基板的模塊散熱更好呢？這是因為熱的橫向擴散帶來(lái)的好處。熱橫向擴散除了熱阻熱容，另一個(gè)影響半導體散熱的重要物理效應為熱的橫向傳
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功率器件熱設計基礎（十）——功率半導體器件的結構函數

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。為什么引入結構函數？在功率器件的熱設計基礎系列文章《功率半導體殼溫和散熱器溫度定義和測試方法》和《功率半導體芯片溫度和測試方法》分別講了功率半導體結溫、芯片溫度、殼溫和散熱器溫度的測試方法，用的
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功率器件熱設計基礎（十三）——使用熱系數Ψth(j-top)獲取結溫信息

前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。驅動(dòng)IC電流越來(lái)越大，如采用DSO-8 300mil寬體封裝的EiceDRIVER? 1ED3241MC12H和1ED3251MC12H 2L-SRC緊湊型單通道隔離式柵極驅動(dòng)器，驅動(dòng)電流高達+/-18A，且具有兩級電壓變化率控制和有
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功率器件熱設計基礎（十二）——功率半導體器件的PCB設計

/ 前言 /功率半導體熱設計是實(shí)現IGBT、碳化硅SiC高功率密度的基礎，只有掌握功率半導體的熱設計基礎知識，才能完成精確熱設計，提高功率器件的利用率，降低系統成本，并保證系統的可靠性。功率器件熱設計基礎系列文章會(huì )比較系統地講解熱設計基礎知識，相關(guān)標準和工程測量方法。功率半導體的電流密度隨著(zhù)功率半導體芯片損耗降低，最高工作結溫提升，器件的功率密度越來(lái)越高，也就是說(shuō)，相同的器件封裝可以采用更大電流規格的芯片，使輸出電流更大，但同時(shí)實(shí)際的損耗和發(fā)熱量也會(huì )明顯增大。功率器件中的分立器件、Easy系列模塊，Eco
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國產(chǎn)1700V GaN器件進(jìn)一步打開(kāi)應用端市場(chǎng)

遠山半導體在連續推出幾款高壓GaN器件后，最終將他們最新款產(chǎn)品的額定電壓推向1700V，相較于之前的1200V器件又有了顯著(zhù)的提升。為了解決GaN器件常見(jiàn)的電流崩塌問(wèn)題，他們采用特有的極化超級結（PSJ: Polarization Super Junction）技術(shù)，并對工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，使器件的額定工作電壓和工作電流得到更大的提升（1700V/30A）。本次測試采用遠山半導體提供的1700V/100mΩ規格GaN樣品,其可以輕松應對1000V輸入電壓下的開(kāi)關(guān)測試需求，在靜態(tài)測試條件下，1700V時(shí)測得
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