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Hochleistungs-Bauelementtests für die heutigen Wide-Bandgap-Technologien
Die Leistungselektronik-Analysatoren und Kennlinienschreiber von Keysight sind speziell entwickelte Lösungen zur Bewertung und Charakterisierung von Halbleiterbauelementen mit hoher Spannung und hohem Strom. Durch die Kombination von präziser Spannungsversorgung, schneller Messung und umfassender Analyse unterstützen diese Systeme wichtige Tests für Leistungstransistoren, Dioden, IGBTs und Bauelemente mit großem Bandabstand wie SiC und GaN. Mit skalierbaren Spannungs- und Strombereichen, integrierten Sicherheitsfunktionen und intuitiver Software tragen die Lösungen von Keysight dazu bei, die Entwicklung zu beschleunigen, die Zuverlässigkeit der Bauelemente zu verbessern und die Produktionsprüfung zu optimieren. Fordern Sie noch heute ein Angebot für eine unserer gängigen Konfigurationen an. Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl? Nutzen Sie die folgenden Ressourcen.
Großer Messbereich
Testen einer Vielzahl von Leistungshalbleitern mit Quellen-/Messfunktionen bis zu 10 kV und 3000 A, die sowohl gepulste als auch stationäre Betriebsmodi abdecken.
Maßgeschneiderte Lösung
Charakterisierung von SiC- und GaN-Komponenten mit schnellem Schaltverhalten und niedrigem Einschaltwiderstand, um zuverlässige Testergebnisse unter realen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
Eingebaute Schutzfunktionen
Verbessern Sie die Prüfsicherheit mit integrierten Verriegelungen, Konformitätsgrenzwertkontrollen und Hardware-Schutzmechanismen, die sowohl das Prüfobjekt als auch den Bediener schützen sollen.
Automatisierungsfähige Software
Vereinfachen Sie die Validierung von Leistungshalbleitern mit einer Kennlinienaufzeichnungsschnittstelle, die für schnelle Einrichtung, automatisierte Messreihen und die sofortige Analyse wichtiger Parameter entwickelt wurde.
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Minimum current measurement resolution
10 fA
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Number of channels
7 bis 8
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Supported measurements
DC I/V, Pulsed I/V, 1 kHz to 5 MHz CV, 3 kV high voltage CV, Gate charge (Qg), On-wafer I/V, Thermal test, Power loss calculation, Turn-on, Turn-off, Switching, Dynamic on-resistance, Gate charge, Reverse recovery, Dynamic voltage / current
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Maximum output voltage
1200 V bis 3 kV
Beliebteste Konfigurationen
Power Device Analyzer / Curve Tracer für den Schaltungsentwurf
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Dynamischer Leistungsprüfer/Doppelimpuls-Tester
Advanced Dynamischer Leistungsanalysator / Doppelimpuls-Tester
Dienstleistungen und Support
Innovieren Sie im Handumdrehen mit maßgeschneiderten Supportplänen und priorisierten Reaktions- und Bearbeitungszeiten.
Profitieren Sie von planbaren, leasingbasierten Abonnements und umfassenden Lifecycle-Management-Lösungen – damit Sie Ihre Geschäftsziele schneller erreichen.
Als KeysightCare-Abonnent profitieren Sie von einem erweiterten Service mit zuverlässiger technischer Unterstützung und vielem mehr.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Testsystem den Spezifikationen entspricht und sowohl lokale als auch globale Standards erfüllt.
Schnelle Messungen dank hauseigener, von Ausbildern geleiteter Schulungen und E-Learning.
Laden Sie die Keysight-Software herunter oder aktualisieren Sie Ihre Software auf die neueste Version.
Häufig gestellte Fragen
Ein Leistungshalbleiteranalysator oder Kennlinienschreiber ist ein spezialisiertes Testsystem zur Bewertung des statischen und dynamischen Verhaltens von Leistungshalbleitern wie MOSFETs, IGBTs, GaN-HEMTs und SiC-Bauelementen. Diese Systeme können hohe Spannungen (bis zu mehreren Kilovolt) und hohe Ströme (Hunderte bis Tausende Ampere) erzeugen und messen und ermöglichen so eine umfassende Charakterisierung von Durchbruchspannungen, Durchlasswiderstand, Schwellenverhalten, Sättigungsstrom und weiteren Parametern. Im Gegensatz zu Standard-SMU-basierten Systemen verfügen Leistungsanalysatoren über Hochenergie-Impulsquellen, Sicherheitsverriegelungen, induktivitätsarme Schaltungen und eine schnelle Schaltsteuerung, um reale Belastungsbedingungen zu simulieren. Diese Eigenschaften sind entscheidend für die Qualifizierung von Wide-Bandgap-Bauelementen in Anwendungen wie Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge, industriellen Leistungswandlern und Hochfrequenz-Netzteilen, wo Ausfälle oder Leistungsmängel zu thermischen Schäden, Wirkungsgradverlusten oder Sicherheitsrisiken führen können.
Die Kennlinienmessung ist ein Verfahren, bei dem Spannung oder Strom an ein Halbleiterbauelement angelegt und dessen Reaktion gemessen wird, um Strom-Spannungs-Kennlinien zu erzeugen. Diese Kennlinien geben Aufschluss über das Verhalten in den Bereichen Leitung, Sättigung, Durchbruch und Leckstrom. Sie ist grundlegend für die Charakterisierung nichtlinearer Bauelementphysik und die Validierung des sicheren Arbeitsbereichs (SOA) von Leistungshalbleitern.
Diese Analysegeräte sind für die Durchführung statischer und dynamischer Messungen konzipiert, die für die Geräteentwicklung und Anwendungsvalidierung unerlässlich sind. Zu den wichtigsten Testarten gehören:
- IV-Kennlinien: Einschließlich Ausgangskennlinien (Id-Vds), Übertragungskennlinien (Id-Vgs), Rds(on) und Gate-Leckstrom (Igss).
- Durchschlagspannung (BVds): Zerstörungsfreie oder zerstörende Prüfungen unter kontrollierten Rampenbedingungen zur Bestimmung der Lawinenfestigkeit.
- Gate-Ladung (Qg) und Eingangskapazität: Verwendung dynamischer Lade-Entlade-Profile oder Impulsmethoden zur Bewertung der Schaltenergie und des Schaltzeitpunkts.
- Sperrverzögerungs- und Body-Diode-Verhalten: Zur Beurteilung von Effizienz und Verlusten während der Schaltvorgänge.
- Gepulste Messungen: Kurze Impulse verhindern die Selbsterwärmung des Bauelements und ermöglichen die Bestimmung intrinsischer Eigenschaften wie Sättigungsstrom oder Steilheit.
- Thermisches Verhalten: Mithilfe von wiederholten Impulsmessungen oder durch die Integration von Temperaturregelungssystemen helfen diese Tests, die Robustheit des Geräts unter realistischen Lastprofilen zu bewerten.
Die Prüfung von Leistungselektronikgeräten birgt potenziell gefährliche Energieniveaus, weshalb Sicherheit ein entscheidender Konstruktionsfaktor bei Leistungsanalysatoren und Kennlinienschreibern ist. Diese Systeme verfügen über mehrere Sicherheitsebenen, darunter:
- Hardware-Verriegelungen: Verhindern die Aktivierung der Hochspannung, es sei denn, die Testgehäuse sind sicher verschlossen und geerdet.
- Soft Limits und Compliance-Einstellungen: Ermöglichen es Benutzern, maximale Spannungs-/Stromschwellenwerte zu definieren und den Test sofort abzubrechen, wenn die Grenzwerte überschritten werden.
- Lichtbogenerkennung und Notabschaltung: Einige Systeme verfügen über schnell reagierende Lichtbogensensoren oder programmierbare Not-Aus-Taster, um sowohl den Benutzer als auch das Prüfobjekt zu schützen.
- Induktivitätsarme Prüfvorrichtungen und abgeschirmte Gehäuse: Sie verringern das Risiko von Spannungsüberschwingen oder parasitären Schwingungen, die Bauteile beschädigen oder zu gefährlichen Zuständen führen können.
- Sicherheitsprüfungen für Software: Testskripte beinhalten oft Vorabvalidierungsschritte, automatisches Rampen und Fehlerdiagnose, um eine wiederholbare und sichere Ausführung zu gewährleisten.
Diese Sicherheitsmechanismen ermöglichen es Ingenieuren, Bauteile mit Nennspannungen bis zu 3 kV und 1500 A zuverlässig zu testen und dabei eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten sowie katastrophale Ausfallarten zu vermeiden.
Die richtige Wahl hängt von den Spezifikationen des Zielgeräts, den Testparametern und dem Anwendungsbereich ab. Wichtige Aspekte sind:
- Spannungs- und Strombereich: Beispielsweise unterstützt der B1506A bis zu 3 kV und 1500 A und eignet sich daher für Anwendungen in der Automobilindustrie und der Industrie. Systeme mit niedrigeren Nennwerten wie der PD1000A sind ideal für Anwendungen im Konsumbereich oder in der Telekommunikation.
- Pulse width and speed: Faster pulses (e.g., <10 µs) are needed for GaN devices with low charge and high-speed switching. Systems with fine pulse control and minimal inductance are preferred for accurate dynamic behavior.
- Messauflösung und Zeitauflösung: Hochpräzise ADCs und eine Zeitauflösung im Nanosekundenbereich verbessern die Fähigkeit, schnelle Transienten, Überschwingverhalten oder Diodenerholung aufzulösen.
- Kompatibilität und Layout der Vorrichtungen: Wählen Sie ein System mit geeigneten DUT-Haltern, Kelvin-Messvorrichtungen oder anpassbaren Testbänken, die auf Ihre Gehäuseform (TO-247, Module, Bare Die) abgestimmt sind.
- Software und Automatisierung: Ingenieure profitieren von GUI-basierten Steuerungsschnittstellen, Parameter-Extraktionswerkzeugen und Skripting-APIs für die automatisierte Charakterisierung, Testwiederholbarkeit und Datenintegration.
- Sicherheitskonformität und Systemzertifizierung: Stellen Sie sicher, dass das Analysegerät die Sicherheitsanforderungen des Labors erfüllt und über Ausfallsicherungen für den Betrieb in Hochspannungsumgebungen verfügt.
Letztendlich können auch die Skalierbarkeit des Systems, die Unterstützung zukünftiger Gerätegenerationen und die Integration mit thermischen/EM-Simulationsdaten in langfristige Teststrategien einfließen.
Ein Kennlinienschreiber ist für die schnelle grafische Darstellung von IV-Kennlinien über weite Bereiche optimiert. Eine SMU (Software Measurement Unit) ermöglicht präzises Auslesen und Messen mit programmierbarer Steuerung. Der Leistungsanalysator/Kennlinienschreiber von Keysight vereint beides und kombiniert die Geschwindigkeit eines Kennlinienschreibers mit der Genauigkeit und Automatisierung von SMU-basierten Systemen.
Ein Kennlinienschreiber führt Spannungs-/Strommessungen durch, um IV-Kennlinien zu erzeugen. Angezeigt Wie sich ein Bauelement unter verschiedenen elektrischen Belastungen verhält. Ein Oszilloskop zeigt die Spannung über die Zeit an und charakterisiert nicht prinzipiell Geräteparameter oder nichtlineare Bereiche. Kennlinienschreiber sind speziell für die Halbleiterprüfung entwickelt worden.
Kennlinienschreiber arbeiten, indem sie kontrollierte Spannungs- oder Stromänderungen an ein Bauelement anlegen und gleichzeitig dessen nichtlineares Verhalten messen und visualisieren. Moderne Kennlinienschreiber nutzen SMU-basierte Stromquellen, schnelle Impulsprüfung und automatisierte Messsteuerung, um IV-Kennlinien, Kapazitätsverhalten, Gate-Ladung und dynamische Schaltcharakteristiken zu ermitteln, die für die Bewertung heutiger Leistungshalbleiter unerlässlich sind.