利用TH510系列进行IGBT的CV特性分析测试方案
IGBT是什么
IGBT是一个超级电子开关，它能耐受超高电压。
我们家中插座里的市电交流电电压是220V，而薄如纸张的IGBT芯片能承受的电压最高可达6500V。我们一般家庭里家用电器全部开启最大电流也不会超过30A，而一颗指甲盖大小的IGBT芯片就能流过约200A的电流!
下图是安装在基板上的4个IGBT芯片 和4个二极管芯片。
但是，像这样裸露的芯片是不能直接用的。我们需要把芯片再封装到一个外壳里面，外壳中再填充绝缘的材料，把芯片的电极引到外端子上，就形成了能够使用的IGBT产品。
有的外壳里只有一颗IGBT芯片，有的可能会十几颗，二十几颗芯片。于是，就形成了各种各样的IGBT单管 和模块。单管封装的IGBT的最大电流在100A左右，IGBT模块的最大额定电流可以达到3600A！
路图中的IGBT我们一般用下图来表示，G表示门极gate ，它用来接收指令。C表示集电极collector，E表示发射极emitter，集电极和发射极用来导通电流。平时IGBT是截止的，一旦门极接收到一个开通指令，电流就会源源不断地从集电极到发射极之间流过。就好比你家里墙上的开关，按一下，开关闭合，电灯亮起；再按一下，电灯熄灭。
当然，操作IGBT，不再是手，而是电子脉冲。
高电平来临时，器件开通；低电平来临时，器件就关断。
手动操作开关，可能一秒钟一两次，而我们的电子开关，一秒钟可以开关上万次，几十万次！这就是我们需要电子开关，也就是功率器件的原因。
IGBT
用于新能源汽车：IGBT用于电机驱动系统，能够实现高效的能量转换和精确的电机控制，从而提高车辆的加速性能和能效。。
轨道交通：IGBT用于牵引传动系统和供电系统，确保列车的安全、稳定运行。
风力发电和太阳能：IGBT用于风力发电和太阳能发电设备的功率转换系统，能够将风能或太阳能转换为电能，并输送到电网中。
在涉及某一可再生能源项目，具体为风力发电领域，当前阶段的核心任务需对电机驱动模块中内置的IGBT组件进行C-V特性分析。
测试要求
1、测试电压：1300V
2、要求测试电机驱动模块内部IGBT MOS管CV特性，确保其能满足风力发电系统对于高效能量转换与精确控制的需求。
解决方案
根据上述测试要求，推荐TH513 半导体C-V特性分析仪。
在风力发电系统中，IGBT组件作为电机驱动模块中的核心部件，其性能直接关系到风力发电系统的整体效率和稳定性。
C-V特性曲线是评估半导体材料和器件性能的重要方式。通过对IGBT组件进行C-V特性分析，可以深入了解其寄生电容、损耗等关键参数，进而优化电机驱动模块的设计，提高风力发电系统的整体性能。
TH510系列是同惠根据当前半导体功率器件发展趋势，针对半导体材料及功率器件设计的分析仪器。测试频率为1kHz-2MHz，VGS电压可达±40V，VDS电压可达±200V/±1500V/±3000V，足以满足大多数功率器件测试。具体型号如下：
简要参数 | TH511 | TH512 | TH513 |
通道 | 2（可扩展至6） | 2（可扩展至6） | 1 |
测试频率 | 1kHz-2MHz | ||
测试参数 | Ciss、Coss、Crss、Rg | ||
VGS范围 | 0 - ±40V | ||
VDS范围 | 0 - ±200V | 0 - ±1500V | 0-±3000V |
一、高压适应性
在风力发电的初期阶段，尤其是在海上风电领域，由于环境的特殊性，往往伴随着极高的电压挑战。传统设备受限于1200V的电压输出能力，难以完全满足这些极端条件下的测试需求。然而，随着技术的不断进步，TH513应运而生，它成功突破了这一传统限制，可覆盖至3000V的高压器件范围，从而完美适配海上风电等严苛且多变的场景，为可再生能源的可靠利用开辟了全新的道路。
二、漏源高压击穿保护技术
在测试功率器件电容时，漏极D通常会加上高压，特别是第三代功率半导体器件，电压甚至可高达1000V-3000V，当漏源瞬间击穿时，常会导致电容器瞬间短路放电，在漏源电压1500V时，放电电流可高达780A，如此大的瞬间电流，会反冲至仪器内部电路，并导致损坏。
同惠高压击穿保护技术，解决了此隐患，避免经常由于高压冲击损坏仪器，降低了维修成本的同时提高了自动化测试的效率。
三、自动化集成
TH513兼容 HANDLER 接口与 SCPI 等协议，该设备能够无缝对接各类产线与先进的智能测试系统，实现了测试流程的高度自动化与集成化，从而显著提升生产效率，确保产品质量的同时，缩短了测试周期，为制造流程带来了更高效、更灵活的解决方案。
四、曲线扫描功能（选件）
在MOSFET的参数中，CV特性曲线也是一个非常重要的指标，如下图：
TH510系列支持C-V特性曲线分析，可以以对数、线性两种方式实现曲线扫描，可同时显示多条曲线：同一参数、不同Vg的多条曲线；同一Vg、不同参数多条曲线。
五、TH513-1测试夹具
TH513-1 是专用于TH513 半导体C-V特性分析仪的测试夹具之一，专为实验室高精度测试设计。内置Interlock安全联锁模块，符合安全标准。配合TH513-1A、TH513-247-4L（选配）治具工装可以测试TO-220、TO-247、RO-247-4L等封装类型的直插功率器件。另外TH513-1还配备3根测试夹，可以测试模组、非标准封装的器件。
使用 TH51X 系列半导体 C-V 特性分析仪测试 IGBT 的 C-V 特性步骤
一、测试前准备
1. 开箱检查与环境确认
检查仪器外观无运输损坏，依据装箱单核对配件（主机、测试夹具、电源线等）。
确认使用环境符合要求：温度 0℃~40℃，相对湿度≤75%，无粉尘、震动、腐蚀气体，避免强电磁场干扰。
1. 电源连接与开机预热
确认供电电压（100~120Vac 或 198~242Vac）与仪器后面板电源设置一致，供电频率 47~63Hz，功率≥130VA。
连接三线电源，确保地线可靠接地。打开前面板电源开关（待机状态为红色，开机后为绿色），开机预热≥30 分钟（建议预热 60 分钟以保证精度）。
2. 测试夹具连接
使用原配测试夹具（TH513-1），连接至仪器后面板对应测试端（开尔文四端：Gcur、Gpot、Dcur、Dpot 等）。
清洁夹具及 IGBT 引脚，确保接触良好。若被测件有屏蔽外壳，将屏蔽层与仪器地 “┴” 相连。
二、仪器基础设置
1. 系统初始化
按前面板【Preset】键恢复出厂默认设置，按【Home】键进入主菜单页面。
按【System】键进入系统设置，确认总线模式（默认自动）、系统语言（中文 / 英文）、时间日期等基础配置。
3. 用户校正
按前面板【Cal】键进入校正菜单，执行 “开路清零” 和 “短路清零”：连接开路 / 短路校准件，触摸对应选项完成操作。
夹具校准（如需）：进入 <夹具校准> 页面，设置线缆长度（0m 或 2m）、频率（如 1MHz）、功能（如 Rg-DSS），依次完成开路测试、短路测试及标准件校准。
三、CV 测量参数配置
1. 进入测量页面
从主菜单触屏
4. 通道选择
根据仪器型号选择通道：TH511/TH512 默认 2 通道，TH513 仅 1 通道，触摸对应通道标识切换。
5. 功能参数设置
触摸测试结果区域的参数名，在右侧菜单选择需测量的 IGBT 参数：
Ciss（输入电容）：栅极 - 源极间电容，漏源短接状态。
Coss（输出电容）：漏极 - 源极间电容，栅源短接状态。
Crss（反向传输电容）：漏极 - 栅极间电容，源极接地状态。
6. 测试条件配置
频率：触摸频率设置框，输入测试频率（推荐 10kHz~1MHz，根据 IGBT datasheet 选择，如 1MHz）。
电平：设置交流信号电平（5mV~1Vrms，默认 30mVrms）。
Vg 偏置电压：设置栅极驱动电压（如 0V，根据测试需求调整，范围 - 40V~+40V）。
Vd 偏置电压：设置漏极电压（根据 IGBT 耐压选择，TH513 最大 ±3000V，如 25V）。
延时：设置偏压稳定时间（0~60s，默认自动，建议≥10ms）。
速度：在
平均次数：设置测量平均次数（1~32，默认 1，可增加次数提高稳定性）。
四、测试执行
1. 触发测试
确认触发模式：在
手动触发：按前面板【Trigger】键启动测试；外部触发：通过后面板 TRIGGER 接口连接脚踏开关或外部信号。
7. 结果查看
测量结果实时显示在屏幕上，包括 Ciss、Coss、Crss 的数值（单位：pF/nF）。
触摸结果区域可调整小数位数，观察数据稳定性。
8. 曲线扫描（可选）
进入
按【Trigger】键开始扫描，曲线实时显示电容随电压的变化趋势，触屏可查看具体数据点。
五、数据保存与分析
1. 结果保存
插入 U 盘至前面板 USB HOST 接口，触摸
按【PrtScn】键可保存当前屏幕截图（.png 格式）。
9. 数据格式
保存数据包含：测试时间、参数名称（Ciss/Coss/Crss）、测量值、分选结果、通断测试结果、接触检查结果。
注意事项
1. 安全防护：测试高压（如 TH513 的 3kV）时，确保测试夹具绝缘良好，避免接触金属部分。
2. 精度保障：测试前必须完成预热、开路 / 短路清零及夹具校准，线缆长度需准确设置（0m 或 2m）。
3. 参数匹配：频率、偏置电压等设置需参考 IGBT datasheet 的测试条件，确保结果可比性。
4. 异常处理：若提示 “接触检查不合格”，检查夹具连接；“通断测试失败” 则需排查 IGBT 器件是否损坏。
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