JP2012229974A - Reverse bias safe operation area measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定トランジスタ素子の逆バイアス安全動作領域を測定するための逆バイアス安全動作領域測定装置に関する。 The present invention relates to a reverse bias safe operation region measuring apparatus for measuring a reverse bias safe operation region of a transistor element to be measured.
電力の変換及び制御を行なうパワースイッチング素子として、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、バイポーラトランジスタ、パワーMOSFETなどのトランジスタ素子がある。これらのトランジスタ素子は大電力及び大電流を取扱うため、その破壊耐量を十分高くする必要がある。そこで、信頼性を保障するために、製造工程完了後にトランジスタ素子に対して所望の仕様値(定格値)を満たしているかの試験が行なわれる。 Examples of power switching elements that perform power conversion and control include transistor elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), bipolar transistors, and power MOSFETs. Since these transistor elements handle a large amount of power and a large amount of current, their breakdown resistance must be sufficiently high. Therefore, in order to ensure reliability, a test is performed to determine whether a desired specification value (rated value) is satisfied for the transistor element after the manufacturing process is completed.
この試験時に測定される性能評価項目の1つに、RBSOA(Reverse Bias Safe Operation Area;逆バイアス安全動作領域)がある。RBSOAは、被測定トランジスタ素子のターンオフ時に、被測定トランジスタ素子が破壊しないコレクタ−エミッタ間電圧(コレクタ電圧)の最大値とコレクタ−エミッタ間電流(コレクタ電流)の最大値により規定される領域である。RBSOAを測定するための逆バイアス安全動作領域測定装置として、被測定トランジスタ素子のコレクタ電圧をクランプするクランプ回路を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 One of the performance evaluation items measured during this test is RBSOA (Reverse Bias Safe Operation Area). The RBSOA is a region defined by the maximum value of the collector-emitter voltage (collector voltage) and the maximum value of the collector-emitter current (collector current) that do not destroy the measured transistor element when the measured transistor element is turned off. . As a reverse bias safe operation region measuring apparatus for measuring RBSOA, a device provided with a clamp circuit for clamping the collector voltage of a transistor element to be measured has been proposed (for example, see Patent Document 1).
被測定トランジスタ素子の電流が小さく、スイッチングスピードが遅い場合には、配線の寄生リアクタンスが無視できる。しかし、現在のIGBT等は高速化及び大電流化されているため、クランプ回路の配線の寄生リアクタンスが無視できない。 When the current of the transistor element under measurement is small and the switching speed is slow, the parasitic reactance of the wiring can be ignored. However, since current IGBTs and the like are increased in speed and current, the parasitic reactance of the clamp circuit wiring cannot be ignored.
本来ならば、トランジスタ素子のターンオフ時に、コレクタ電圧はクランプ電圧で固定される。しかし、クランプ回路に寄生リアクタンスが有るため、電流の流れる方向と逆方向に電圧が発生する。従って、クランプ回路への電流の転流が追いつかず、転流できなかった電流は、被測定トランジスタ素子のコレクタに流れ込んでアバランシェを起こしてしまう。このため、印加電流を上げていくと、被測定トランジスタ素子は、RBSOAを超えて破壊される前に、アバランシェによる熱で破壊される。よって、RBSOAを正確に測定することができなかった。 Originally, the collector voltage is fixed at the clamp voltage when the transistor element is turned off. However, since there is a parasitic reactance in the clamp circuit, a voltage is generated in the direction opposite to the direction of current flow. Therefore, the current commutation to the clamp circuit cannot catch up, and the current that could not be commutated flows into the collector of the transistor element to be measured and causes an avalanche. For this reason, when the applied current is increased, the measured transistor element is destroyed by the heat generated by the avalanche before being destroyed beyond RBSOA. Therefore, RBSOA could not be measured accurately.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は逆バイアス安全動作領域を正確に測定することができる逆バイアス安全動作領域測定装置を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a reverse bias safe operation region measuring apparatus capable of accurately measuring a reverse bias safe operation region.
本発明に係る逆バイアス安全動作領域測定装置は、第1及び第2の主電極と第1の制御電極とを有する被測定トランジスタ素子の逆バイアス安全動作領域を測定するための装置であって、前記第1の主電極に接続された第3の主電極と、接地された第4の主電極と、第2の制御電極とを有する電圧制御用トランジスタ素子と、前記第1の主電極の電圧に基づいて制御電圧を生成して前記第2の制御電極に印加する制御電圧生成回路と、を備え、前記第1の主電極の電圧がクランプ電圧を超えると、前記電圧制御用トランジスタ素子がONし、前記第1の主電極の電圧が前記クランプ電圧を下回ると、前記電圧制御用トランジスタ素子がOFFすることを特徴とする。 A reverse bias safe operation region measuring apparatus according to the present invention is a device for measuring a reverse bias safe operation region of a transistor element under measurement having first and second main electrodes and a first control electrode, A voltage control transistor element having a third main electrode connected to the first main electrode, a grounded fourth main electrode, and a second control electrode; and a voltage of the first main electrode A control voltage generation circuit that generates a control voltage based on the second control electrode and applies the control voltage to the second control electrode, and the voltage control transistor element is turned on when the voltage of the first main electrode exceeds the clamp voltage When the voltage of the first main electrode is lower than the clamp voltage, the voltage control transistor element is turned off.
本発明により、逆バイアス安全動作領域を正確に測定することができる。 According to the present invention, the reverse bias safe operation region can be accurately measured.
本発明の実施の形態に係る逆バイアス安全動作領域測定装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A reverse bias safe operation area measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る逆バイアス安全動作領域測定装置を示す図である。逆バイアス安全動作領域測定装置1は、被測定IGBT2のRBSOA(Reverse Bias Safe Operation Area;逆バイアス安全動作領域)を測定するための装置である。逆バイアス安全動作領域測定装置1は、誘導性負荷3(L負荷)と、主電源4と、コンデンサ5と、クランプ回路6と、パワーMOSFET7と、制御電圧生成回路8と、電流センサ9とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a reverse bias safe operation region measurement apparatus according to
被測定IGBT2のエミッタは接地されている。被測定IGBT2のコレクタに誘導性負荷3の一端が接続されている。誘導性負荷3の他端に主電源4の正電極が接続されている。主電源4の負電極は接地されている。主電源4の正電極と負電極との間にコンデンサ5が接続されている。コンデンサ5は、例えば電解コンデンサであり、大きな容量値を有し、主電源4の電源電圧を安定化する。
The emitter of the
誘導性負荷3は、例えばコイルで構成される。この誘導性負荷3は、定電流源として働き、被測定IGBT2のターンオフ前後のコレクタ電流を一定に保つ役割を担っている。
The
クランプ回路6は、クランプダイオード10と、クランプ電源11と、コンデンサ12とを有する。クランプダイオード10のアノードが被測定IGBT2のコレクタに接続され、カソードがクランプ電源11の正電極に接続されている。クランプ電源11の負電極は接地されている。クランプ電源11の正電極と負電極との間にコンデンサ12が接続されている。このコンデンサ12はクランプ電源11の電圧を安定化する。クランプ電源11の電圧は主電源4の電圧よりも高く設定され、主電源4からクランプ回路6に電流が常に流れるのを防止している。
The
クランプ回路6は、被測定IGBT2のコレクタ電圧の上限値を、クランプ電源11の電圧とクランプダイオード10の順方向降下電圧の和の電圧にクランプする。ここで、被測定IGBT2のコレクタ電圧がアバランシェ電圧を超えると被測定IGBT2がアバランシェを起こす場合、クランプ電圧はアバランシェ電圧より低い値に設定される。
The
パワーMOSFET7のドレインは被測定IGBT2のコレクタに接続され、ソースは接地されている。制御電圧生成回路8は、被測定IGBT2のコレクタとパワーMOSFET7のゲートとの間に接続された抵抗13と、パワーMOSFET7のゲートと接地点との間に接続された可変抵抗14と、を有する。
The drain of the power MOSFET 7 is connected to the collector of the
制御電圧生成回路8は、被測定IGBT2のコレクタ電圧に基づいて制御電圧を生成してパワーMOSFET7のゲートに印加する。ここで、被測定IGBT2のコレクタ電圧がクランプ電圧を超えるとパワーMOSFET7がONするように、可変抵抗14の抵抗値が調整されている。
The control
続いて、本実施の形態の測定装置を用いたRBSOAの測定方法について説明する。まず、ゲートドライバ(負図示)からパルス状の駆動信号を被測定IGBT2のゲートに入力する。これにより、被測定IGBT2がONし、誘導性負荷3を介して主電源4から被測定IGBT2にコレクタ電流が流れ始める。コレクタ電流は駆動信号のパルス幅に比例するので、パルス幅を調整して所定の電流値(例えば定格電流)に到達すると駆動信号をOFFする。
Next, an RBSOA measurement method using the measurement apparatus of the present embodiment will be described. First, a pulsed drive signal is input to the gate of the
このように被測定IGBT2がONからOFFに変わる時(ターンオフ時)に、誘導性負荷3は、被測定IGBT2の主回路に流れているコレクタ電流をそのまま保持し続けようとする。従って、コレクタ電流は、瞬間的に0A(アンペア)に低下するのではなく、減衰しつつ0Aに到達する。
Thus, when the measured
図2は、被測定IGBTの出力特性を示す図である。図2の(1)に示すように、コレクタ電流が一定ならば、ゲート電圧が下がるほどコレクタ電圧が上がる。従って、図3の(1)に示すように、ターンオフ時には、コレクタ電流は一定で、コレクタ電圧のみが上がる。図3は、ターンオフ時の被測定IGBTのコレクタ電流とコレクタ電圧の関係を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating output characteristics of the IGBT to be measured. As shown in (1) of FIG. 2, if the collector current is constant, the collector voltage increases as the gate voltage decreases. Therefore, as shown in (1) of FIG. 3, at the time of turn-off, the collector current is constant and only the collector voltage increases. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the collector current and collector voltage of the IGBT to be measured at turn-off.
更にゲート電圧が下がってコレクタ電圧が上昇してクランプ電圧に達すると、電流はクランプ回路6に転流する。クランプ回路6に電流が流れている時は、被測定IGBT2のコレクタは、クランプ電源11と電気的にショートした状態になる。このため、被測定IGBT2のコレクタ電圧は、クランプ回路6によりクランプ電圧にクランプされる。
When the gate voltage further decreases and the collector voltage increases to reach the clamp voltage, the current is commutated to the
また、コレクタ電圧がクランプ電圧を超えると、パワーMOSFET7がONして、被測定IGBT2のコレクタ電圧が下がる。一方、被測定IGBT2のコレクタ電圧がクランプ電圧を下回ると、パワーMOSFET7がOFFして、被測定IGBT2のコレクタ電圧が上がる。このパワーMOSFET7の負帰還動作により、誘導性負荷3からの電流がクランプ回路6に転流する間、コレクタ電圧はクランプ電圧と同じになる。
When the collector voltage exceeds the clamp voltage, the power MOSFET 7 is turned ON and the collector voltage of the
従って、図2の(2)に示すように、コレクタ電圧が一定で、ゲート電圧が下がるほどコレクタ電流のみが下がる。更にゲート電圧が下がると、被測定IGBT2はOFFとなり、コレクタ電流は0Aとなる。
Therefore, as shown in (2) of FIG. 2, only the collector current decreases as the collector voltage is constant and the gate voltage decreases. When the gate voltage further decreases, the
このように被測定IGBT2がONからOFFに変わる時(ターンオフ時)に、電流センサ9は、被測定IGBT2のコレクタを流れる電流を検出することで、被測定IGBT2のコレクタ−エミッタ間電流(コレクタ電流)を測定する。また、電圧計(負図示)のプローブを被測定IGBT2のコレクタとエミッタに当てて、被測定IGBT2のコレクタ−エミッタ間電圧(コレクタ電圧)を測定する。この測定により得られた図3のI−V波形(リサージュ波形)から、コレクタ電流の最大値(例えば定格電流)とコレクタ電圧の最大値(例えば定格電圧)で規定されるRBSOAを確認することができる。
Thus, when the
続いて、本実施の形態の測定装置の効果について比較例と比較して説明する。図4は、比較例に係る逆バイアス安全動作領域測定装置を示す図である。比較例には、パワーMOSFET7と制御電圧生成回路8が設けられていない。
Subsequently, the effect of the measurement apparatus of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. FIG. 4 is a diagram illustrating a reverse bias safe operation region measuring apparatus according to a comparative example. In the comparative example, the power MOSFET 7 and the control
クランプ回路6の配線に寄生インダクタンスSが有るため、ターンオフ時に電流の流れる方向と逆方向に電圧が発生する。このため、クランプ回路6への電流の転流が追いつかず、転流できなかった電流は被測定IGBT2に流れ込んで、図5に示すようにアバランシェを起こしてしまう。図5は、比較例の測定装置の電流波形及び電圧波形を示す図である。CIはコレクタ−エミッタ間電圧を示し、CIIはコレクタ電流を示し、CIIIはクランプダイオード10を流れる電流を示す。
Since the wiring of the
この際の電流と電圧の関係式は、キルヒホフの電圧則より以下のようになる。
VAVA−LS・dICL/dt−VCL=0
ここで、VAVAは被測定IGBT2のアバランシェ電圧、LSは寄生インダクタンス、ICLはクランプ回路6に流れ込む電流、VCLはクランプ電圧である。なおクランプダイオード10の順電圧は無視した。
The relational expression of current and voltage at this time is as follows from Kirchhoff's voltage law.
V AVA -L S · dI CL / dt-V CL = 0
Here, V AVA is an avalanche voltage of the
上記の式を展開すると電流ICLは以下のようになる。
ICL=(VAVA−VCL)/LS×t
When the above equation is expanded, the current I CL becomes as follows.
I CL = (V AVA -V CL ) / L S × t
誘導性負荷3に流れる電流のうち、クランプ回路6には電流ICLしか転流できずに、残りの電流は被測定IGBT2に流れ込み、アバランシェエネルギーとなる。従って、比較例では、印加電流を上げていくと、被測定IGBT2は、RBSOAを超えて破壊される前に、アバランシェによる熱で破壊される。よって、RBSOAを正確に測定することができなかった。
Of the current flowing through the
一方、本実施の形態では、クランプ回路6やパワーMOSFET7の配線に寄生リアクタンスSが有る場合でも、パワーMOSFET7によりアバランシェエネルギーを減らすことができる。コレクタ電圧が耐圧を超えて被測定IGBT2がアバランシェを起こした場合、パワーMOSFET7の主回路に流れ込む電流と電圧の関係は以下のようになる。
VAVA−LS・dIFET/dt−VON=0
ここで、IFETはパワーMOSFET7に流れ込む電流、VONはパワーMOSFET7のON電圧である。
On the other hand, in the present embodiment, the avalanche energy can be reduced by the power MOSFET 7 even when the wiring of the
V AVA -L S · dI FET / dt-V ON = 0
Here, I FET is a current flowing into the power MOSFET 7, and V ON is an ON voltage of the power MOSFET 7.
上記の式を展開すると電流IFETは以下のようになる。
IFET=(VAVA−VON)/LS×t
When the above equation is expanded, the current I FET is as follows.
I FET = (V AVA −V ON ) / L S × t
被測定IGBT2の耐圧を600Vとすると、VCL=600Vである。VAVA=610V、VON=5Vと仮定すると、電流IFETは以下のようになる。
IFET=(VAVA−VON)/LS×t=605V/LS×t
When the withstand voltage of the
I FET = (V AVA −V ON ) / L S × t = 605 V / L S × t
一方、クランプ回路6に流れ込む電流ICLは以下のようになる。
ICL=(VAVA−VCL)/LS×t=10V/LS×tとなる。
On the other hand, the current I CL flowing into the
I CL = a (V AVA -V CL) / L S × t = 10V / L S × t.
従って、IFETとICLの比は以下のようになる。
IFET/ICL=60
ただし、クランプ回路6とパワーMOSFET7の配線の寄生インダクタンスSの大きさが同じと仮定した。パワーMOSFET7は、クランプ回路6と比較して、誘導性負荷3に流れる電流を60倍転流させることができる。
Thus, the ratio of I FET and I CL is as follows.
I FET / I CL = 60
However, it is assumed that the parasitic inductance S of the wiring of the
よって、本実施の形態の測定装置は、比較例に比べて大幅にアバランシェエネルギーを減らすことができる。この結果、アバランシェによる破壊が発生し難くなるため、RBSOAを正確に測定することができる。 Therefore, the measuring apparatus according to the present embodiment can significantly reduce the avalanche energy as compared with the comparative example. As a result, destruction due to avalanche is less likely to occur, so that RBSOA can be accurately measured.
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係る逆バイアス安全動作領域測定装置を示す図である。実施の形態1とは制御電圧生成回路8の構成が異なる。実施の形態2の制御電圧生成回路8は、被測定IGBT2のコレクタに接続されたカソードと、パワーMOSFET7のゲートに接続されたアノードとを持つツェナーダイオード15と、パワーMOSFET7のゲートと接地点との間に接続された抵抗16と、を有する。ツェナーダイオード15の耐圧はクランプ電圧と同じである。これにより、可変抵抗14の調整が不要となるため、実施の形態1に比べて作業効率が向上する。
FIG. 6 is a diagram showing a reverse bias safe operation region measuring apparatus according to
実施の形態3.
図7は、本発明の実施の形態3に係る逆バイアス安全動作領域測定装置を示す図である。この装置は、実施の形態1の装置からクランプ回路6を省略したものである。これにより、実施の形態1に比べて装置を簡略化することができる。また、クランプダイオード10のリカバリー電流による電流の逆流を無くすこともできる。
FIG. 7 is a diagram showing a reverse bias safe operation region measurement apparatus according to
実施の形態4.
図8は、本発明の実施の形態4に係る逆バイアス安全動作領域測定装置を示す図である。この装置は、実施の形態2の装置からクランプ回路6を省略したものである。これにより、実施の形態2に比べて装置を簡略化することができる。また、クランプダイオード10のリカバリー電流による電流の逆流を無くすこともできる。
FIG. 8 is a diagram showing a reverse bias safe operation region measuring apparatus according to
実施の形態5.
図9は、本発明の実施の形態5に係る逆バイアス安全動作領域測定装置を示す図である。実施の形態1,2に比べてオペアンプ17と抵抗18,19が追加されている。また、実施の形態5の制御電圧生成回路8は抵抗20,21を有する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a reverse bias safe operation region measuring apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. Compared with the first and second embodiments, an
抵抗20,21は、被測定IGBT2のコレクタと接地点との間に直列に接続され、電圧減衰回路を構成する。抵抗18,19は、クランプ電源の+側と接地点との間に直列に接続され、電圧減衰回路を構成する。
The
抵抗20と抵抗21の接続点がオペアンプ17の+入力端子に接続され、抵抗18と抵抗19の接続点がオペアンプ17の−入力端子に接続されている。オペアンプ17の出力端子はパワーMOSFET7のゲートに接続されている。
A connection point between the
続いて動作を説明する。抵抗20と抵抗21の接続点に制御電圧が発生し、抵抗18と抵抗19の接続点に基準電圧が発生する。オペアンプ17は、+入力端子と−入力端子からそれぞれ入力した制御電圧と基準電圧の差電圧を無限倍増幅してパワーMOSFET7のゲートに印加する。
Next, the operation will be described. A control voltage is generated at the connection point between the
被測定IGBT2のコレクタ電圧がクランプ電圧を超えると、+入力端子の制御電圧の方が−入力端子の基準電圧より大きくなるので、オペアンプ17はこの差電圧を増幅して+の電圧を出力する。従って、パワーMOSFET7がONして、被測定IGBT2のコレクタ電圧が下がる。一方、被測定IGBT2のコレクタ電圧がクランプ電圧を下回ると、+入力端子の制御電圧の方が−入力端子の基準電圧より小さくなるので、オペアンプ17はこの差電圧を増幅して−の電圧を出力する。従って、パワーMOSFET7がOFFして、被測定IGBT2のコレクタ電圧が上がる。これにより、被測定IGBT2のコレクタ電圧をクランプ電圧に精度良く合わせることができる。
When the collector voltage of the
図10は、本発明の実施の形態5に係る逆バイアス安全動作領域測定装置の変形例を示す図である。この装置では、クランプ電圧を抵抗18,19で減衰させて基準電圧にする代わりに、基準電圧を電源22から直接に取る。これにより、クランプ回路6や抵抗18,19を省略できるので、装置を簡略化することができる。
FIG. 10 is a diagram showing a modification of the reverse bias safe operation region measurement apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. In this device, instead of attenuating the clamp voltage with
なお、実施の形態1〜5において、被測定IGBT2はベアチップ状態のIGBTであるが、これに限らずバイポーラトランジスタであってもよく、ベアチップ状態でRBSOAを測定できる素子であればよい。また、パワーMOSFET7をIGBTに置き換えてもよい。
In the first to fifth embodiments, the
また、抵抗13,16,20,21や可変抵抗14の抵抗値は大きい。従って、被測定IGBT2に電圧が掛かった時に抵抗13,16,20,21や可変抵抗14に流れる電流は被測定IGBT2やクランプ回路6に流れる電流に比べて無視できるくらい小さい。
The resistance values of the
また、被測定IGBT2やパワーMOSFET7は、珪素によって形成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成されたものでもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドである。このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成されたパワー半導体素子は、耐電圧性や許容電流密度が高いため、小型化できる。この小型化された素子を用いることで、この素子を組み込んだ半導体モジュールも小型化できる。また、素子の耐熱性が高いため、ヒートシンクの放熱フィンを小型化でき、水冷部を空冷化できるので、半導体モジュールを更に小型化できる。また、素子の電力損失が低く高効率であるため、半導体モジュールを高効率化できる。なお、スイッチング素子とダイオード素子の両方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることが望ましいが、何れか一方の素子がワイドバンドギャップ半導体よって形成されていてもよく、この実施の形態に記載の効果を得ることができる。
The
1 逆バイアス安全動作領域測定装置
2 被測定IGBT(被測定トランジスタ素子)
6 クランプ回路
7 パワーMOSFET(電圧制御用トランジスタ素子)
8 制御電圧生成回路
13 抵抗
14 可変抵抗
15 ツェナーダイオード
16 抵抗
17 オペアンプ
1 Reverse Bias Safe Operating
6 Clamp circuit 7 Power MOSFET (Transistor element for voltage control)
8 Control
Claims (6)
前記第1の主電極に接続された第3の主電極と、接地された第4の主電極と、第2の制御電極とを有する電圧制御用トランジスタ素子と、
前記第1の主電極の電圧に基づいて制御電圧を生成して前記第2の制御電極に印加する制御電圧生成回路と、を備え、
前記第1の主電極の電圧がクランプ電圧を超えると、前記電圧制御用トランジスタ素子がONし、
前記第1の主電極の電圧が前記クランプ電圧を下回ると、前記電圧制御用トランジスタ素子がOFFすることを特徴とする逆バイアス安全動作領域測定装置。 An apparatus for measuring a reverse bias safe operating region of a transistor element under measurement having first and second main electrodes and a first control electrode,
A voltage control transistor element having a third main electrode connected to the first main electrode, a grounded fourth main electrode, and a second control electrode;
A control voltage generation circuit that generates a control voltage based on the voltage of the first main electrode and applies the control voltage to the second control electrode;
When the voltage of the first main electrode exceeds the clamp voltage, the voltage control transistor element is turned on,
The reverse bias safe operation region measuring apparatus according to claim 1, wherein when the voltage of the first main electrode falls below the clamp voltage, the voltage control transistor element is turned off.
前記クランプ電圧は前記アバランシェ電圧より低いことを特徴とする請求項1に記載の逆バイアス安全動作領域測定装置。 When the voltage of the first main electrode exceeds the avalanche voltage, the measured transistor element causes an avalanche,
The reverse bias safe operation region measuring apparatus according to claim 1, wherein the clamp voltage is lower than the avalanche voltage.
前記第1の主電極と前記第2の制御電極との間に接続された抵抗と、
前記第2の制御電極と接地点との間に接続された可変抵抗と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の逆バイアス安全動作領域測定装置。 The control voltage generation circuit includes:
A resistor connected between the first main electrode and the second control electrode;
The reverse bias safe operation region measuring apparatus according to claim 1, further comprising: a variable resistor connected between the second control electrode and a grounding point.
前記第1の主電極に接続されたカソードと、前記第2の制御電極に接続されたアノードとを持つツェナーダイオードと、
前記第2の制御電極と接地点との間に接続された抵抗と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の逆バイアス安全動作領域測定装置。 The control voltage generation circuit includes:
A Zener diode having a cathode connected to the first main electrode and an anode connected to the second control electrode;
The reverse bias safe operation region measuring apparatus according to claim 1, further comprising a resistor connected between the second control electrode and a grounding point.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106569014A (en) * | 2016-11-11 | 2017-04-19 | 中国人民解放军海军工程大学 | IGBT collector voltage discrete measurement circuit |
JP2018179618A (en) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device inspection system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0969766A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Yaskawa Electric Corp | Opposite-conduction voltage clamp circuit |
JP2000012780A (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Toshiba Corp | Semiconductor snubber device and semiconductor device |
JP2001217689A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Clamping circuit and interface circuit for contactless communication |
JP2006042410A (en) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Toshiba Corp | Snubber device |
JP2010175509A (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | Device for measuring reverse-bias area of safe operation |
-
2011
- 2011-04-26 JP JP2011097988A patent/JP2012229974A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0969766A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Yaskawa Electric Corp | Opposite-conduction voltage clamp circuit |
JP2000012780A (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-14 | Toshiba Corp | Semiconductor snubber device and semiconductor device |
JP2001217689A (en) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Clamping circuit and interface circuit for contactless communication |
JP2006042410A (en) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Toshiba Corp | Snubber device |
JP2010175509A (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Mitsubishi Electric Corp | Device for measuring reverse-bias area of safe operation |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106569014A (en) * | 2016-11-11 | 2017-04-19 | 中国人民解放军海军工程大学 | IGBT collector voltage discrete measurement circuit |
CN106569014B (en) * | 2016-11-11 | 2019-08-20 | 中国人民解放军海军工程大学 | IGBT collector voltage discrete measurement circuit |
JP2018179618A (en) * | 2017-04-06 | 2018-11-15 | トヨタ自動車株式会社 | Semiconductor device inspection system |
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