雙脈沖試驗的主要目的是獲得功率半導(dǎo)體的開關(guān)特性，可以說是伴隨著從R&D到應(yīng)用功率器件的整個生命周期。基于雙脈沖試驗獲得的設(shè)備開關(guān)波形可以做很多事情，包括:通過分析驗證開關(guān)過程的設(shè)計方案，提出改進方向，提取開關(guān)特性參數(shù)，制作設(shè)備規(guī)格，計算開關(guān)損耗和反向恢復(fù)損耗，為電源熱設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持，對比不同廠家設(shè)備開關(guān)特性等。

測量延遲的影響

在測量過程中，被測信號會經(jīng)歷兩次延遲，不同信號經(jīng)歷的延遲差異會對測量結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。延遲是示波器模擬前端的延遲。簡單地說，不同通道之間的延遲差異在ps級別，ns級別的ns級別。、us級功率設(shè)備的開關(guān)過程可以忽略不計。另一個是探頭的延遲。不同探頭的直接延遲差異在ns級。此時對開關(guān)速度快的設(shè)備影響明顯，尤其是近年來逐漸推廣使用的SiC和GaN設(shè)備。

以SiCMOSFET開關(guān)過程測量為例，說明了測量延遲的影響。

下圖中，藍色波形為延遲校準(zhǔn)前未獲得探頭的波形(校準(zhǔn)前的波形)，紅色波形為延遲校準(zhǔn)后獲得的波形(校準(zhǔn)后的波形)。

根據(jù)理論，在開通過程中，當(dāng)IDS開始上升時，會在電路寄生電感上產(chǎn)生壓力，從而降低VDS，IDS的上升和VDS的下降應(yīng)該在同一時間開始。在校準(zhǔn)前的波形中，當(dāng)IDS開始上升時，VDS保持不變，只有在5.5ns延遲后才開始下降。這種情況明顯不符合理論，可以推斷IDS信號在這個時候提前了VDS信號。校準(zhǔn)后，這個問題得到了解決

根據(jù)理論，在關(guān)閉過程中，VDS的峰值應(yīng)接近IDS過零。在校準(zhǔn)前波形中，VDS只有在IDS過零5.5ns后才能達到最高值。校準(zhǔn)后，這個問題也得到了解決。

同時，我們還整理了開關(guān)特性參數(shù)，包括：開啟延遲td(on)、開啟時間tr、打開能量Eon、關(guān)斷延遲td(off)、關(guān)閉時間tf、關(guān)閉能量Eoff。您可以看到開啟延遲td(on)和關(guān)斷延遲td(off)校準(zhǔn)前后有2ns左右差異，開啟時間tr和關(guān)閉時間tf校準(zhǔn)前后幾乎不變，打開能量Eon校準(zhǔn)前395.31uJ比校準(zhǔn)后147.53uJ大了1.67倍，關(guān)斷能量Eoff校準(zhǔn)前20.28uJ比校準(zhǔn)后70.54uJ小了71.3%。

可以看出，延遲對設(shè)備開關(guān)特性的分析和參數(shù)計算有非常明顯的影響。在測量之前，我們可以通過以下四種方法進行延遲校準(zhǔn)。

方法一 : 同時測量示波器自帶方波信號

校準(zhǔn)不同電壓探頭之間的延時差別非常簡單， 只需要同時測量同一電壓信號，然后再根據(jù)測量結(jié)果進行校準(zhǔn)即可。

我們可以利用示波器自帶的方波信號，一般在示波器側(cè)面板或前面板。可以看到，兩個探頭雖然都在測量示波器自帶方波，但在示波器屏幕上顯示的波形出現(xiàn)的延時，1 通道測量通路超前 2 通道測量通路 5.6ns。那么我們就可以在示波 器的通道設(shè)置菜單中設(shè)置 1 通道延時為 -5.6ns， 或設(shè)置 2 通道延時為 +5.6ns 完成校準(zhǔn)。

方法二 : 示波器自帶功能校正

對于固定型號的電壓或者電流探頭，其延時是基本固定的，只要知道探頭型號就能夠直接進行延時校準(zhǔn)。現(xiàn)在示波器的功能越來越強大，通過探頭的接口可以識別出探頭的型號，這樣示波器就可以直接自動設(shè)備延時校準(zhǔn)值。

方法三 : 延時校準(zhǔn)夾具

仿照方法一中同時測量同一信號來校準(zhǔn)不同電壓探頭延時差別的思路，測量同時變化的電壓和電流信號，就能夠校準(zhǔn)電壓探頭和電流探頭之間的延時差別。很多示波器廠商基于此思路已經(jīng)推出了電壓、電流探頭延時校準(zhǔn)夾具，方便工程師直接使用，而不用再自己做校準(zhǔn)源。例如泰克的相差校正脈沖發(fā)生器信號源 TEK-DPG 和功率測量偏移校正夾具 067-1686-03。

方法四 : 利用器件開關(guān)特征

如果受限于手頭設(shè)備，我們還可以通過上邊提到的器件開關(guān)過程的特征來進行校準(zhǔn)。按照理論，在開通過程中 IDS 的上升與 VDS 的下降應(yīng) 該幾乎在同一時刻開始的。那么我們可以進行不同測試條件下的雙脈沖測試，讀出每次開通過程中 IDS 與 VDS 之間的延時，然后去平均值后進行校準(zhǔn)即可。

以上就是關(guān)于脈沖測試一定要做探頭的延時校準(zhǔn)，如您使用中還有其他問題，歡迎登錄西安普科電子科技。

審核編輯：湯梓紅