Рис 5.30. Представление характеритин дня VGSS(fh) (температурной эавитятш Ндрвгового напряжения) MfPi2N10.

Рис 5.33. Предспшвление копира характеристик для SD (прямого напряжения на диоде).

Рис 5.31. Представление копира характеристик для FDS(on) (напряжение насьшчениясток-испюкв открытом состояти).

и входного токов при включении на резистивную нагрузку.

Положительный фронт 1*ф относительно слабо зависит от ic. 1 з, а 1ф от 1с и i*3; сильной является зависимость времени рассасывания tp как от степени насыщения, так и от условий запирания (от t 3). Длительность фронтов Х*ф, 1 ф обычно не более (25-50) НС. При таких фронтах практически невозможно проводить испытания без демпфирующих RC - цепей (Snubber), обеспечивающих защиту от перенапряжений, эффекта dU/dt и т.п. Пример такой RC-цепИ представлен на рис. 5.36а, временные диаграммы токов и напряжений токов и напряжений на элементах - на рис. 5.366.

Установлено, что сильная зависимость амплитуд Ьдр и Удм от емкости Cs наблюдается при малых значениях последней. Удр и Одм зависят также от параз1/;тной индуктивности Ls, вносимой в контур; при увеличении Ls напряжение Удр в значительной степени возрастает, а Удм несколько уменьшается; увеличение амплитуды тока стока также приводит к увеличению Уди и Удр. Предварительную оценку элементов снаббера проводят с помощью выражений:

С, > /с / (dU / dt)r (U / IcJ < R.< (tJ4Cj,

Puc 3.32. Копир характеристик для Qfs (прямой передаточной проводимоспш).

где 1е - амплитуда токв стока при испытаниях;

стаж ~ максимально допустимое импульсное значение тока стока;

1и - длительность открытого состояния Сит.

Практически емкость конденсатора Cs = (0,2 - 20) нф, сопротивление резистора R, = (5-100) Ом; для Cs обычно используются конденсаторы двух типов, включенные параллельно (для передачи вершины и фронте), например, К7В-2; резисторы также необходимы безиндуктивные (ТВО, например), диод VDg - с хорошим быстродействием (прежде всего с малым временем выключения). Типичные знвчения RC-цепи при ис-пытвнийх КП926: Cs - I нф, R, - 20 Ом. Возможна предварительная оценка значений Удм Оц < мощью выражений:

U; + и [(1/WCJ - WLJ L/др - Off 1С [2Ц + (t\f + CtV/3C,)J

где Ее - напряжение питания;

Т ф - длительность полевого этапе запирания.

Puc. 5.34.Схема управления (a} и диаграммы (б) тока затвора !з и тока стока 1с при переключении СИТ в биполярно-полевом режиме

2 4 6 8 10 12 14 16 [А] а)

tp[HC]..

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

[А] 6)

[НС] 1ф 1ф 100

80 Ucu=100B П=1А

60 40 20

0.2 0.4 0.6 0.8 I 1.2 1.4 [д] в)

Рис. 5.35а,б,в Временные зависимости СИТ от тока стока и затвора

CUT.

,1наГ~~ ~ ~~

1наф.

1нагр. /] A

-Ц-v

Рис. 5.36. Схема включения RCD-цепи (snubber) (а) и диаграммы токов и напряжений на ее элементах (б)

Мощность, рассеиваемая в резисторе снаббера Ри, 0,5 C,L/\h-раб

На рис. 5.37 приведены осциллограммы переключения СИТ без снаббера и со снаббером.

Важной особенностью испытаний высоковольтных СИТ является необходимость определения напряжения смыкания UcM области пространственного заряда (ОПЗ) затворов СИТ; контроль Ucm при изготовлении сит-структур позволяет управлять процессом формирования полупроводниковой структуры по отношению к заданному значению Ucm, что обеспечивает повышение процента выхода приборов.

Определение Ucm производится по виду вольт-фа-радной характеристики частичной емкости структуры СИТ. Скачок емкости обусловлен резким изменением площади поверхности области затвора, на которой разность потенциала между исследуемыми областями равна разности потенциалов на электродах прибора (рис. 5.38).

Измерение емкости проводапся при подаче смещения между затвором и стоком (цепь истока оборвана), либо при смещении между затвором и истоком (оборвана цепь стока) - во втором, случае ДС получается меньше.

Таким образом, при испытаниях СИТ имеет смысл обьадинмть определение вольт-фарадной характеристи-

Масштаб: рерт.: 50 В/двл, гор.: 0.5 мкс/явл.

Масштаб: верт.: 50 В/дел. гор,; 0.5 мкс/дел,

<5)

Яис. J. J7 Осциллограммы напряжения Uai при переключении СИТ без снаббера (о) и со снаббером (б)

С[пф]

1000

С,ас=0) С2(1н=0)

-Ujh[V]

Рис. 5-38. Вольт-фарадная характеристика емкости затвора

ки и напряжения смыкания. Функциональная схема прибора для измерения ВФХ частичных емкостей СИТ и напряжения смыкания приведена на рис. 5.39 и содержит следующие блоки: ЗГ - задающий генератор, ГЛИН - генератор линейно-изменяющегося напряжения, ИП - испытуемый прибор, Ш - шунт, ДЦ - дифференциальный усилитель, К - компаратор, СТ1, СТ2 - счетчики, С/А - цифроаналоговый преобразователь, RG - регистр, СД - дешифратор индикации.

ТГ - тактовый генератор, СОП - схема обнуления при подаче питания, ССК - схема стробирования компаратора, Y - вход осциллографа, И - индикатор. Для получения непосредственно ВФХ служит аналоговая часть прибора, в которую входят первые пять из перечисленных блоков (ЗГ, ГЛИН, ИП, Ш, ДУ). Цифровая часть прибора, в которую входят остальные блоки, обеспечивает определение значения Ucm (с выводом на индикатор) по первой производной ВФХ. На рис. 5.40 изображена принципиальная схема аналоговой части прибора для определения ВФХ; типичные ВФХ СИТ типа КП801, КП802, КП926 приведены на рис. 5.41.

Следует подчеркнуть важность входного контроля СИТ по ВФХ (по частичным емкостям); во-первых, значения Сзс. Сзи, Сси СИТ несколько выше чем у других полевых транзисторов (например, МДП), особенно возрастает Сзс; во-вторых, как следствие, возрастает роль эффекта dU/dt , которая дополнительно усиливается большими скоростями изменения выходного напряжения; в-третьих, все выше изложенное усугубляется в высоковольтных устройствах (Ucn > ЗООВ), для. которых СИТ в основном и предназначены.

Важной особенностью испытаний СИТ является широкий динамический диапазон: практически необходимы испытательные напряжения Ucn до 1500 В и тока 1с до 100 А. Схема испытаний строится на основе цифровых формирователей напряжения и позволяет цаблюдать основные ВАХ СИТ в указанном динамическом диапазоне с помощью ос-