功率循環(huán)試驗(yàn)中最重要的是準(zhǔn)確在線測(cè)量結(jié)溫，直接影響試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論。比較總結(jié)了各種溫度測(cè)量方法的一致性、線性、靈敏度、難度和物理意義。基于通態(tài)特性的電學(xué)參數(shù)法更適用于設(shè)備導(dǎo)向狀態(tài)的測(cè)試。國(guó)際電工技術(shù)委員會(huì)IEC該標(biāo)準(zhǔn)還指出，在功率循環(huán)、熱阻或瞬態(tài)熱阻抗試驗(yàn)中或瞬態(tài)熱阻抗試驗(yàn)VGE(th)(T)法律(以下簡(jiǎn)稱VGE(th)(T)或小電流飽和壓降VCE(T)法律(以下簡(jiǎn)稱VCE(T)法)測(cè)量結(jié)溫。

雖然這兩種方法獲得的溫度可以類似于芯片表面的平均溫度，但實(shí)際上表示的物理位置是不同的，VGE(th)(T)法律表示發(fā)射極端溝區(qū)的溫度，VCE(T)法律表示集電極側(cè)PN的溫度。60V以下)，芯片電壓等級(jí)低，基區(qū)薄，測(cè)量溫差小；對(duì)于功率器件(通常是600V以上)，電壓等級(jí)高，芯片基礎(chǔ)厚度增加，增加差異。

這個(gè)位置的差異使得這個(gè)位置的差異VGE(th)(T)法測(cè)溫度必然比VCE(T)法大，隨著電壓等級(jí)的升高而增加。這是由于IGBT芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量幾乎從集電極側(cè)散開，使芯片內(nèi)部有縱向溫度梯度。IGBT芯片電壓等級(jí)越高，基面越厚，縱向溫度梯度越大，兩種方法的差異就越大。正是由于這種差異，不同的研究機(jī)構(gòu)在功率循環(huán)過(guò)程中采用不同的溫度測(cè)量方法，不方便測(cè)試結(jié)果的共享和標(biāo)桿。

規(guī)定必須在功率循環(huán)測(cè)試中使用VCE(T)結(jié)溫測(cè)量法，但不代表VCE(T)法就一定比VGE(th)(T)實(shí)際上，法律更好VGE(th)(T)在某些情況下，法律更適用。以下將從兩種方法的測(cè)試電路原理圖、難度和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行全面比較，方便讀者根據(jù)自己的需要選擇合適的方法。沒(méi)有必要改變功率循環(huán)的主測(cè)試回路和被測(cè)試環(huán)IGBT狀態(tài)，被測(cè)IGBT在兩端施加小電流源。主回路負(fù)載電流的切換只需通過(guò)外部輔助開關(guān)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和測(cè)量IGBT兩端電壓可獲得裝置飽和壓降和結(jié)溫，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。

為了實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制時(shí)序，需要增加2個(gè)輔助開關(guān)。需要測(cè)量循環(huán)加熱階段的功率IGBT(S2開通，S3打開，同時(shí)打開S1.關(guān)閉負(fù)載電流加熱裝置；S切斷負(fù)載電流并測(cè)量IGBT將設(shè)備轉(zhuǎn)換為閾值電壓模式(S2關(guān)斷，S3打開)測(cè)量結(jié)溫。可以看到，VGE(th)(T)該方法不僅電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且控制時(shí)間相對(duì)復(fù)雜，測(cè)量延遲的選擇也至關(guān)重要。同時(shí)，一個(gè)合適的電阻必須并聯(lián)在柵極和發(fā)射極的兩端，kΩ為消除測(cè)量延時(shí)的影響，電阻提供柵極放電電路。

VGE(th)(T)法和VCE(T)法一樣，在最大結(jié)溫測(cè)量過(guò)程同樣需要一定的測(cè)量延時(shí)tMD，一方面是時(shí)序控制的需要，另一方面是載流子復(fù)合仍需要時(shí)間。因此，不管哪種結(jié)溫測(cè)量方法，必然存在一定的測(cè)量延時(shí)，器件的最大結(jié)溫也必然會(huì)降低，而帶來(lái)一定的測(cè)量誤差。

審核編輯：湯梓紅