集電極-發射極擊穿電壓檢測：核心檢測項目詳解

引言

一、檢測項目分類及目的

1. • 目的：測定器件在穩態直流電壓下的擊穿閾值。
   • 關鍵參數：
     • 電壓爬升速率（通常≤10 V/s，避免瞬態過沖）。
     • 電流截止點（以器件規格書定義的擊穿電流為判據，如1 mA）。
2. • 目的：評估器件在瞬態高壓脈沖下的耐壓能力，模擬實際開關場景。
   • 關鍵參數：
     • 脈沖寬度（通常為微秒級，依據應用場景選擇）。
     • 占空比（≤1%以避免溫升影響）。
3. • 目的：分析溫度對BV_CEO的影響（多數器件BV_CEO隨溫度升高而增大）。
   • 測試條件：
     • 溫度范圍：-55°C（低溫）至+150°C（高溫），覆蓋極端工作環境。
4. • 目的：檢測接近擊穿電壓前的漏電流變化，評估器件絕緣性能。
   • 閾值設定：漏電流突增點（如超過額定值的10%）。
5. • 目的：驗證多次高壓沖擊后器件的參數穩定性。
   • 方法：循環施加80%-90% BV_CEO電壓，記錄性能衰減。

二、檢測設備與條件

1. • 高精度高壓電源（分辨率≤0.1 V）。
   • 脈沖發生器（上升時間≤100 ns）。
   • 溫度控制箱（±1°C精度）。
   • 微電流表（pA級靈敏度）。
2. • 無塵、低電磁干擾實驗室。
   • 接地屏蔽裝置，防止靜電損傷器件。

三、檢測流程與操作要點

1. • 基極開路，集電極-發射極接入測試回路（圖1）。
   • 串聯限流電阻（R_limit = 測試電壓 / 最大允許電流）。
2. • 以1 V/s速率增加電壓，實時監測電流。
   • 當電流達到設定閾值（如1 mA）時，記錄此時電壓為BV_CEO。
3. • 施加單次或周期性脈沖，脈寬≤10 μs。
   • 使用示波器捕捉電壓-電流波形，分析擊穿點。
4. • 將器件置于溫控箱，穩定后運行靜態測試。
   • 對比常溫與極端溫度下的BV_CEO偏移值（通常允許±5%偏差）。

四、常見問題與注意事項

1. • 電流檢測延遲可能導致過壓損壞器件，需選擇高速采樣設備。
   • 避免測試線路寄生電容引起的電壓振蕩。
2. • 高壓測試時使用絕緣操作工具，配置緊急斷電開關。
   • 穿戴防靜電裝備，防止ESD損傷敏感器件。
3. • 若BV_CEO顯著低于標稱值，可能為封裝缺陷或材料污染。
   • 漏電流隨電壓非線性增長可能預示早期失效。

五、應用案例

• 需求：BV_CEO需＞1200 V，耐受-40°C至+125°C溫度波動。
• 檢測方案：
  • 靜態測試（25°C下BV_CEO=1350 V）。
  • 高溫測試（125°C下BV_CEO=1400 V，符合正溫度系數特性）。
• ：器件通過認證，適用于高可靠性場景。

六、