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半导体与器件特性测试

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功率电子测试解决方案

半导体生产流程涵盖晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试这四个工序，测试需求贯穿始终。特别是越高端、越复杂的芯片对测试的依赖度越高，每个工序、每个环节都不允许有偏差，测试的完整性直接关系到最终电子产品的品质。随着5G、大数据、人工智能等新兴市场的崛起，半导体器件的日益复杂化，将驱动对更高性能的测试需求。在此背景下，全球半导体测试企业纷纷革新半导体测试设备及系统，以满足日益更新的测试需求。


绿测科技助力国家半导体行业战略布局，致力于打造标准化、规范化、自动化的半导体测试解决方案。

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功率半导体测试：双极管静态参数

被测器件

GaN SBD（肖特基结）二极管、GaN HEMT（高电子迁移率）二极管、发光二极管（LED）、半导体光电二极管

  • 开启电压：0.4~2V
  • 反向电压：＞100V
  • 正向电阻：最小5Ω
  • 反向漏电流：μA级甚至nA级

测试难点

  • 二极管开启后，电流上升极快
  • 反向过程中，漏电流极小，达到微安级别
  • 反向击穿过程，电流上升速度极快，需要对控制电流对器件进行保护

测试方法

使用高精度源表进行测量

测试仪器：

NGU系列电源

  • 0.05精度电流表，测量亚微安级反向电流
  • 电压扫描，绘制伏安曲线
  • 可用于测量二极管、LED 和太阳能板等双极设备的特性。
  • FastLog记录功能，提供回读电压电流
  • 电压范围：-20v 至 20V，一般情况下可满足正向开启电压测试
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功率半导体测试：动态参数

被测器件

MOSFET、IGBT等功率半导体器件

  • td(on)：开通延迟时间，ns级
  • tr：上升时间，ns级
  • td(off)：关断延迟时间，ns级
  • tf：下降时间，ns级
  • Eon：开通损耗能量，ns级
  • Eoff：关断损耗能量，ns级
  • Qrr：体二极管反向恢复电荷，亚μC级
  • Irrm：体二极管峰值反向恢复电流，A级

测试难点

  • 高压、大电流
  • 上升时间较快
  • 垂直系统高精度
  • 根据合适参数选择器件

测试方法

  • 双脉冲测试平台

功率半导体测试：动态参数

  • 采用配套的测试电路进行测试，降低配置难度
  • 耦合输出Vgs，避免损害波形发生器
  • 开关切换电感，实现上下管分别测量
  • 电流测量使用同轴分流器或者高电流探头

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测试仪器

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功率电子设计和验证

能源和功率需求不断提高。这是因为可再生能源快速增长、交通电气化和工业自动化日益发展，以及数据存储、传输和可用性不断增加。因此，功率电子成为电子系统和服务的一个关键区分因素。

在嵌入式电源、功率转换或电机驱动型电子设备领域，工程师通常面临着相互冲突的设计挑战。这些挑战包括与可靠性和功率效率、减小尺寸和重量以及一致性相关的各种问题。罗德与施瓦茨的测试与测量解决方案可以帮助您应对这些难题，助您实现设计目标，加快产品上市。

功率电子技术

  • DC电源开关电路
  • 线性功率放大电路
  • 交流电源开关电路
  • 直流—直流变换技术
  • 直流—交流变换技术
  • 交流—直流变换技术
  • 交流—交流变换技术
  • 软开关技术
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功率电子设计：无源器件表征

被测器件

电容、电感、电阻、变压器等基本无缘器件

  • L：电感量
  • C：电容量
  • R：电阻量
  • |Z|：阻抗模
  • Q：品质因数

测试难点

  • 部分元件在不同工作频率下呈现不同特性
  • 部分元件测试需要提供较高直流偏执
  • 垂直系统高精度
  • 根据合适参数选择器件

测试方法

  • LCR表或阻抗分析仪


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LCX LCR表

新一代LCR表，LCX100和LCX200

  • 可在电压偏置和电流偏置下对元器件特性进行测试
  • 测量项目：L, C, R, |Z|, X, |Y|, G, B, D, Q, Θ, ∆, M, N
  • 基础精度0.05%
  • 最低测量频率低至4Hz，有效表征电容和电感器件超低频特性
  • 最高频率可升级至 10MHz
  • 内置DC偏压最对10V，外部偏压可通过电源输入达40V
  • 可通过PC远程控制方式，实现频率扫描功能


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功率电子设计：环路响应

被测器件

  • DC-DC转换器
  • 功率因数校正器（PFC）

测试难点

  • 开关电源频域特性
  • 整体电路响应变化
  • 被测器件高直流输出
  • 分析增益裕量和相位裕量

测试方法

  • 环路响应测试
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功率电子设计：电源纹波

被测器件

开关电源电路板

测试难点

  • 纹波幅值较低，低电压下更难测试
  • 需要极高垂直分辨率
  • 越小的测量量程越佳
  • 探头和测量仪器本底噪声干扰
  • 测试接地寄生电感
  • 探头衰减带来的幅值降低和噪声

测试方法

  • 电源纹波测试

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功率电子设计：物联网功耗

被测器件

物联网器件

  • 穿戴医疗设备，如新型心脏起搏器
  • 智能家居，如门锁、灯控
  • 智能交通，如ETC、智能路边停车
  • 安全监控，如森林火灾传感器

测试难点

  • IC通常开启深度睡眠模式，满足长时间电池续航，电流极低
  • 生命周期内进行大动态宽范围测试
  • 开机上升电流极快，到达安培量级
  • 电池电压需要满足低功耗调节要求
  • 需要配合射频功能调节器件状态

测试方法

  • 使用NGU电池模拟器模拟电池
  • RTO示波器 + RT-ZVC多通道功率探头，在设定工况下
  • CMW500综测仪 + CMWrun自动化软件+ RT-ZVC多通道功率探头，进行真实工况模拟下的电流和电压，并长时间记录情况
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外场和服务测试：电动汽车

被测件

电动汽车外场调试

测试难点

  • 外场要求便携，脱离市电使用，需要内置电池
  • 拥有跌落防护、防尘、防水，防止携带过程损坏
  • 监控CAN总线情况并进行解码
  • 测量模块的串行数据流
  • 测量高压电路情况

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测试方法

  • 使用 R&S®ScopeRider RTH示波器进行测试

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广州绿测电子科技有限公司（简称：绿测科技）成立于2015年11月，是一家专注于耕耘测试与测量行业的技术开发公司。绿测科技以“工程师的测试管家”的理念向广大客户提供专业的管家服务。绿测科技的研发部及工厂设立于广州番禺区，随着公司业务的发展，先后在广西南宁、深圳、广州南沙、香港等地设立了机构。绿测科技经过深耕测试与测量领域多年，组建了一支经验丰富的团队，可为广大客户提供品质过硬的产品及测试技术服务等支持。

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