集电极-发射极击穿电压检测：核心检测项目详解

引言

一、检测项目分类及目的

1. • 目的：测定器件在稳态直流电压下的击穿阈值。
   • 关键参数：
     • 电压爬升速率（通常≤10 V/s，避免瞬态过冲）。
     • 电流截止点（以器件规格书定义的击穿电流为判据，如1 mA）。
2. • 目的：评估器件在瞬态高压脉冲下的耐压能力，模拟实际开关场景。
   • 关键参数：
     • 脉冲宽度（通常为微秒级，依据应用场景选择）。
     • 占空比（≤1%以避免温升影响）。
3. • 目的：分析温度对BV_CEO的影响（多数器件BV_CEO随温度升高而增大）。
   • 测试条件：
     • 温度范围：-55°C（低温）至+150°C（高温），覆盖极端工作环境。
4. • 目的：检测接近击穿电压前的漏电流变化，评估器件绝缘性能。
   • 阈值设定：漏电流突增点（如超过额定值的10%）。
5. • 目的：验证多次高压冲击后器件的参数稳定性。
   • 方法：循环施加80%-90% BV_CEO电压，记录性能衰减。

二、检测设备与条件

1. • 高精度高压电源（分辨率≤0.1 V）。
   • 脉冲发生器（上升时间≤100 ns）。
   • 温度控制箱（±1°C精度）。
   • 微电流表（pA级灵敏度）。
2. • 无尘、低电磁干扰实验室。
   • 接地屏蔽装置，防止静电损伤器件。

三、检测流程与操作要点

1. • 基极开路，集电极-发射极接入测试回路（图1）。
   • 串联限流电阻（R_limit = 测试电压 / 最大允许电流）。
2. • 以1 V/s速率增加电压，实时监测电流。
   • 当电流达到设定阈值（如1 mA）时，记录此时电压为BV_CEO。
3. • 施加单次或周期性脉冲，脉宽≤10 μs。
   • 使用示波器捕捉电压-电流波形，分析击穿点。
4. • 将器件置于温控箱，稳定后运行静态测试。
   • 对比常温与极端温度下的BV_CEO偏移值（通常允许±5%偏差）。

四、常见问题与注意事项

1. • 电流检测延迟可能导致过压损坏器件，需选择高速采样设备。
   • 避免测试线路寄生电容引起的电压振荡。
2. • 高压测试时使用绝缘操作工具，配置紧急断电开关。
   • 穿戴防静电装备，防止ESD损伤敏感器件。
3. • 若BV_CEO显著低于标称值，可能为封装缺陷或材料污染。
   • 漏电流随电压非线性增长可能预示早期失效。

五、应用案例

• 需求：BV_CEO需＞1200 V，耐受-40°C至+125°C温度波动。
• 检测方案：
  • 静态测试（25°C下BV_CEO=1350 V）。
  • 高温测试（125°C下BV_CEO=1400 V，符合正温度系数特性）。
• ：器件通过认证，适用于高可靠性场景。

六、