雪崩與可控雪崩整流二極管反向峰值功率（PRRM/PRSM）檢測全解析

一、術語定義與檢測意義

• PRRM（Repetitive Peak Reverse Power）：器件在重復脈沖條件下可承受的最大反向功率（單位：W）。
• PRSM（Surge/Non-repetitive Peak Reverse Power）：器件在單次瞬態(tài)脈沖下的極限功率耐受能力。
• 檢測目標：驗證器件在過壓、浪涌等極端工況下的可靠性，確保符合數(shù)據(jù)手冊參數(shù)及行業(yè)標準（如JEDEC、IEC 60747）。

二、核心檢測項目與方法

1. 反向擊穿電壓（V_BR）測試

• 目的：確定雪崩擊穿電壓閾值，為計算PRRM/PRSM提供基礎。
• 方法：
  • 使用高壓脈沖發(fā)生器（脈寬≤1ms，避免自熱效應）逐步升高反向電壓，觀測電流突變點。
  • 記錄擊穿電壓V_BR（T_j=25℃及高溫條件）。
• 標準：IEC 60747-1規(guī)定測試環(huán)境需控制結溫（T_j）。

2. 峰值功率計算與驗證

• 公式：PRRM = V_BR × I_RM（重復脈沖電流）；PRSM = V_BR × I_SM（單次脈沖電流）。
• 步驟：
  1. 測量實際擊穿電壓V_BR。
  2. 施加規(guī)定頻率（如1kHz）的重復脈沖或單次浪涌脈沖，記錄最大電流。
  3. 計算功率值并與標稱值對比。

3. 重復脈沖耐受測試

• 目的：驗證PRRM下的長期穩(wěn)定性。
• 設備：高頻脈沖電源、示波器、熱電偶。
• 流程：
  • 施加額定PRRM對應的電壓和電流，脈沖寬度（如10μs-100μs）、占空比（≤10%）。
  • 持續(xù)運行1000次以上，監(jiān)測結溫波動及器件是否失效（漏電流突變或短路）。

4. 單次浪涌脈沖測試（PRSM驗證）

• 關鍵參數(shù)：脈沖能量（E = V × I × t）、波形（8/20μs或10/1000μs）。
• 方法：
  • 使用雷擊浪涌發(fā)生器生成單次高壓脈沖，能量逐步增加至標稱PRSM值。
  • 檢測器件是否發(fā)生永久性損壞（如燒毀或參數(shù)漂移）。

5. 溫度特性與熱阻測試

• 高溫擊穿電壓漂移：在-55℃~175℃范圍內(nèi)測試V_BR變化，驗證溫度系數(shù)（通常為±0.1%/℃）。
• 熱阻（R_θJA）測量：
  • 施加恒定功率脈沖，通過紅外熱像儀或瞬態(tài)熱測試儀（如T3Ster）獲取結溫數(shù)據(jù)，計算熱阻值。
  • 確保散熱設計滿足連續(xù)雪崩能量耗散需求。

6. 可靠性加速壽命測試

• 項目：高溫反偏（HTRB）、溫度循環(huán)（-65℃~150℃）、濕度試驗（85℃/85%RH）。
• 判定標準：試驗后V_BR偏移≤5%，漏電流保持在nA級。

三、測試注意事項

1. 脈沖參數(shù)精確性：過長的脈寬會導致器件自熱，低估實際功率能力。
2. 動態(tài)電壓分布：可控雪崩二極管需驗證其均勻擊穿特性（避免局部熱點）。
3. 夾具設計：低電感回路減少測試誤差，避免引線電阻影響電流測量。

四、行業(yè)應用與選型建議

• 雪崩二極管：適用于高頻重復過壓場景（如開關電源RCD鉗位）。
• 可控雪崩二極管：優(yōu)選于高可靠性場景（汽車電子、工業(yè)變頻器），其V_BR一致性更好。
• 選型依據(jù)：PRRM需高于系統(tǒng)最大重復浪涌功率，PRSM應覆蓋雷擊等單次事件能量。

五、總結