電路板工作中不可能不發(fā)生芯片或半導體器件的損壞，損壞后，要想從器件的尸體上發(fā)現(xiàn)其死因，并能知曉導致其死傷的應力和作用路徑，自然就可以很容易的找到以后預防此類問題的解決方案。但這一切的難點就是如何分析出器件的死因。這里介紹一種無損探傷的測試路徑和分析方法——IV曲線測試與分析。
　　對器件失效分析的步驟做一個活動分解，可以分解成四步：
　　1、具體哪個管腳壞了？
　　2、壞的管腳壞到了什么程度？
　　3、是什么應力導致的損壞？
　　4、怎么解決或預防？
　　通過IV曲線分析，可以輕松地完成第1、2條，第3條需要那么一丟丟經(jīng)驗和邏輯推理能力，但稍加研究即可掌握，前3條解決了之后，至于第4條嘛，對于設計師來說，簡直就是瓜熟蒂落、水到渠成的事了。
　　下面以某大型廚電單位所提供的一個IGBT的失效分析案例為例子來分析說明。
　　這種測試方法是對比測試，就是必須得有一個同廠家的好的器件，再有故障器件，兩個進行曲線對比。于是，在該客戶單位與我聯(lián)系的時候，我讓他們先提供了一個好的IGBT，廠家也特大方，同時還寄來了一兜子20多個故障片，然后我下載了該器件的datasheet，如下圖的“IGBT內(nèi)部結(jié)構圖”。然后做對比測試，如下圖中的曲線，藍色線是完好器件的IV曲線，紅色線是故障器件的曲線，兩相對照，差異立現(xiàn)。哪個管腳壞，壞到了什么程度的問題以一種很顯性直觀的方式呈現(xiàn)在眼前呢。然后就是第三步做分析了。
　　
　　IGBT的pin1是柵極，柵極是絕緣柵，顧名思義，它與其它管腳是絕緣的，通過絕緣柵的電壓控制CE之間的電流，可以理解為是一個壓控電流通路。因此，gc之間應該是斷開的額，ge之間也是斷開的，由IV曲線測試結(jié)果，Pin1-Pin2與Pin1-Pin3里的藍線很明白的說明了這點，只有電壓沒有電流與橫軸重合的那條線不就是表明是斷開的意思嘛。但是紅色的線呢（故障器件的曲線），明顯不一樣，而且成一條過圓心的斜直線，這是典型的電阻特性曲線，說明壞IGBT的gc、ge端表現(xiàn)為小電阻特性。而且，斜率越大，說明電阻越小（這一條后面有用）。
　　Pin2-Pin3之間表現(xiàn)為二極管的轉(zhuǎn)折特性，這里沒有反向擊穿的曲線部分，是因為我們的測試是為了發(fā)現(xiàn)問題，而不是為了做破壞性試驗制造問題，所以反向電壓沒加到能反向擊穿PN結(jié)的程度。而且，在g極未加電的情況下，ce通路里的集電極發(fā)射極通路也不會導通，只剩下了ce通路上的二極管特性。
　　但是壞的IGBT呢，ce端也表現(xiàn)了小電阻特性（pin2-Pin3、Pin3-Pin2的紅色曲線），而且注意一個細節(jié)，這個pin2-pin3斜線的斜率與Pin1-pin2的紅線斜率相比，明顯要大，那就是說，其電阻值Rce一定小于Rcg，那就說明Rce不是只由Rcg+Rge疊加形成過的，應該在Rce通路上還有個小電阻特性。如下圖中的紅線示意圖。