热阻测试

∆V be测试条件的确定方法

朱松英，郭力（江阴长电科技股份有限公司）

∆V be是晶体管的一个重要参数，它与晶体管的热阻有一个定量的关系，它反映了管子的功耗能力，对晶体管的封装工艺及失效分析有着重要的指导意义。一直以来我公司在测试∆V be时都是参考其它公司的测试条件，以下章节介绍了如何确定∆V be的测试条件。以我公司的TO-220封装的某器件为例来进行试验。

测试V be时需要设定以下七个条件，它们分别是V cb(C,B极间电压)；I e（功率电流）；I m(维持电流)；P t（功率时间）；D t（延迟时间）；UPPER LIMIT(上限)；LOWER LIMIT(下限)。在确定这七个测试条件前先要知道晶体管的两个极限参数V ce(max) 和Ic(max)，这两个参数可以从规范中获得，或者用晶体管图示仪可以获取。以此器件为例，它的V ce(max)＝200V和I c(max)=4A。

1定I m（测定V bef的正向电流）

I m在整个测试过程中都是存在的，I m的大小要能够保证V be的值在输入特性曲线的线性部分，如图1所示。

大多数的晶体管需要大概1mA的I b就可使V be在线性部分。当对pn结有一个加温后，I m需要设定3-4倍的这个值，也就是3-4mA才能使V be依然在线性部分。

对于达林顿晶体管需要更大的电流才能使V be在线性部分。典型的I b值是10mA，同样I m也设定在3-4倍的这个值，对于此器件，我们通过输入特性曲线设定I m=10mA。

2定P t（器件加功率时间）

在定P t时，我们先设定I e=I c(max) =4A,D t=80us,V cb可以是一个随意的低于V ce(max) 的值，这里我们设定V cb=15V，然后我们从小到大分别设定一组P t，测得∆V be并作出曲线如图2所示。

从图2可以看出，60ms是我们选择的P t，在这一点结温从pn结传到外壳，刚刚要传到空气中，但是还没有。

3 定V cb与I e（加功率时CB击穿电压与发射极电流）

这里先提出一个安全工作区SOA(safe operator area) 概念。我们首先要绘出晶体管的安全工作区，在这个区域内，晶体管工作在它的最大功率范围内。

(1)设定I e=I c(max)=4A;P t=60ms;I m=10mA;D t=80ms，逐渐增大V cb的设定，测试∆V be ,当雪崩击穿出现时，此时V cb的值就是当I e=4A的上限。

(2)设定V cb=V ce(max)=200V，其他同，逐渐增大I e的设定来测试∆V be当雪崩出现时，此时的I e的值就是当V cb=200V的上限。

根据对此器件的测试结果，作出简略的SOA 曲线如图3所示。

分别在X轴Y轴取10个点作出V cb,I m及∆V be的关系曲线如图4。

在曲线的起始部分，V cb,∆V be是线性的，当到了图中虚线点时，由于不均衡的电流流过结点，在晶体管中形成了热点，曲线开始上翘，因此V cb与I m应选择在使曲线在虚线范围内的部分。

考虑到∆V be的精度和稳定性，一般来说，测试条件选择在曲线中60-80mv的部分。

对于此器件我们设定I e=1.5A V cb=19V.

4 D t的确定（加功率后的延迟时间）

在以上的测试中，我们对Dt的设定值是一个经验值，经验值的大小也是根据晶体管的类型和测试条件来定，一般来说小功率的管子10ms或更大一些，大功率的管子一般是50-100ms或者更高，下面介绍两种方法来设定Dt。

（1）用示波器去观察当加功率时间结束后的一段波形，当∆Vbe没有波动时的延迟时间再加一个20-30ms的余量就可作为Dt。

（2）从小到大依次设定一组Dt来测试∆Vbe，作出曲线如图5所示，发现当抖动没有影响时，再加上10-30ms的余量既可作为D t，对于13005，定D t=20ms。

5 Upper limit, lower limit（上限与下限）的确定

我们用上面已经确定的参数V cb=19V;I e=1.5A; I m=10mA; P t=60ms; D t= 20µs测试100只或是几百只器件,当数数量越大,上下限就越准确。测试数据据及根据测试数据据作出的概率分布曲线如图6。

曲线与X轴的两个交点就是我们所要的上下限。即Upper limit=80mv lower limit=60mv，这样我们就完整的确定了此器件的测试∆V be条件。

本文摘自《半导体技术》