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FBSOA1000
Forward Bias Safe Operating Area 1000A
晶体管正向偏置安全工作区测试系统
Transistor Forward Bias Safe Operating Area Test System
| n 用于 Si , SiC , GaN , 材料的器件级和模块级 的IGBT , MOS-FET的正向偏置安全工作区测试 n FBSOA和对应的IV曲线 n ICE电流0~1000A n VCE电压0~100V。 n VGE驱动电压0~30V n vF热敏电压≤5V n Pmax功率100KW. n 脉宽10us~10ms， n 柜式结构，气动安全（支持手动式）工装柜，计算机全自动程控 |
一、关于安全工作区
晶体管的安全工作区，英文全称safe operating area，简称SOA。顾名思义，也就是说只要使用的条件（电压、电流、结温等）不超出SOA圈定的边界，晶体管必然能够按照电路设计正常运行，反之则死。 |
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| 所以，FBSOA是指全控型晶体管的门极电压VGE处于正向偏置（VGE>VGEth）时，沟道处于导通状态时的安全工作区。FBSOA是全控型晶体管各种工作状态的集合，必须集合晶体管的其它特性去理解安全工作区的含义。 | |
失效器件送到原厂做FA分析，看到的字眼通常包含over voltage，over current，short circuit，EOS等，但是，其失效的深层原因与整机的应用环境和系统设计是密切相关的。
整机产品里面包含的元器件数量少则几十，多则上万甚至更多，应用环境千奇百怪，元器件的失效就不可避免，作为工程师，能做的就是根据整机性能要求充分评估、测试元器件的各项关键参数，出现失效后，复盘设计，复现失效，找出根因，避免失效再次复现。
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二、FBSOA参数定义
右图是简化的FBSOA曲线，本质上讲，FBSOA曲线划定了 四条电压-电流关系的边界线，分别由AB段，BC段，CD段，DE段构成。
AB段规定了处于饱和导通状态下IGBT的工作电流，这个电流与IGBT的门极驱动电压幅值密切相关，从图4可以看出，IGBT的门极驱动电压幅值越高，饱和导通状态下的工作电流越大。
BC段规定了IGBT的可重复电流ICpuls，这个电流是4倍的标称电流； |
FBSOA简化曲线 |
CD段是最复杂的，需要结合IGBT的瞬态热阻来看。大家知道，IGBT有两个工作区，线性区和饱和区，跨越过AB段之后，其实IGBT就处于线性区了，也就是退出饱和导通区了，IGBT的损耗急剧上升，所以，这条边界体现了IGBT能承受的耗散功率Ptot。同时可以看出，集射极CE两端电压越高，IGBT所能承受的电流脉冲幅值越低，另外，电流脉冲宽度越大，IGBT所能承受的电流幅值也越低。
从图可以看出，蓝色CD段各种脉冲宽度下的SOA，均是单脉冲安全工作区，非连续工作情况下的工作区，所以，必须参考上一页的右下角的IGBT瞬态热阻曲线，由公式（1）计算出在VCE条件下允许的电流IC的幅值和脉宽。
DE段最容易理解，它规定了IGBT的集射极CE击穿电压，需要注意的是，IGBT的CE击穿电压是和结温正相关的，结温越低，CE击穿电压也越低。 | |
三、规格及环境要求
n ²设备尺寸∶800*800*1800mm（2组）∶
n ²设备质量∶800kg∶
n ²海拔高度∶海拔不超过4000m； ²
n 环境要求∶-20℃～60℃（储存）、5℃～45℃（工作）；
n ²相对湿度∶20%RH～75%RH（无凝露，湿球温度计温度45℃以下）；
n ²大气压力∶86Kpa～106Kpa；
n ²防护条件∶无较大灰尘，腐蚀或爆炸性气体，导电粉尘等；
n ²电网要求AC220V、±10%、50Hz±1Hz
n ²压缩空气∶根据配置；
n ²工作时间∶连续。
四、产品特点
n 测试规范：国际标准IEC60747-9、IEC60747-2、国家标准GB/T29332、GB/T4023
n 测试工装有“手动式”“气动式”“电子开关式”供用户选择，针对不同的封装外观，通过更换“DUT适配器”即可
n 高温测试，支持室温~200℃，±1℃@0.5℃
n 计算机程控，测试数据可存储为 Excel 文件以及生成PDF格式，且内置多种通用文档模板供用户选择，还可自定义
n 安全稳定（PLC 对设备的工作状态进行全程实时监控并与硬件进行互锁）设备具有安全工作保护功能
n 采用品牌工控机，具有抗电磁力强，排风量大等特点
n 智能化，通过主控计算机进行操控及数据编辑，测试结果自动保存及上传局域网，支持MES系统和扫码枪连接
n 安全性，防爆，防触电，防烫伤，短路保护等多重保护措施，确保操作人员、设备、数据及样品安全
n 电压源电流源模块化设计，根据用户需求等级，自选搭配
五. 部分配件清单
n 系统主机：数量/1 套，品牌/天光测控，型号/SOA-1000，规格/?；
n 高压电源：数量/1 套，品牌/顾伟，型号/PSW160-14.4，规格/电流0-14.4A 电压0-160V 功率720W 单输出多量程；
n 驱动电源： 数量/1 套，品牌/顾伟，型号/GPP-2323，规格/双通道输出 电压32V 电流3A；
n 工 控 机：数量/1 套，品牌/研华，型号/610L，规格/；CPU:酷睿i7.操作系统windows10
n 机 柜：数量/1 套，品牌/天光测控，型号/SOA-A，规格/高≥2000mm 宽≤800mm 深≤800mm
n 采集卡: 数量/1 套，品牌/阿尔泰，型号/USB8504，规格/ADC分辨率：14位 输入通道：4通道 采样率：40MS\s 存储深度2GB;
n 多功能数据卡: 数量/1 套，品牌/阿尔泰，型号/USB3132A，规格/操作系统win：XP.7.8.10 AI.AO输入分辨率:16位250K
n 电压变送器: 数量/1 套，品牌/阿尔泰，型号/S1205，规格/输入-2~+2 输出-10V~+10V？
n 霍尔电流传感器: 数量/1 套，品牌/深圳知用，型号/CTA1000，规格/连续直流电流1000A 有效电流707 传输比：1：1000 带宽：500KHZ
n 探头: 数量/1 套，品牌/深圳知用，型号/P6251，规格/带宽：250MHZ 衰减比10：1 上升时间：1.4ns？
n 柔性电流探头：品牌/深圳知用，型号/CP9120L，规格/灵敏度5mv/A 电流1.2KA低频带宽1dB 高频带宽10dB
n 集成配套包、鼠标、电源线
六、系统架构原理图
七、局部示意图
驱动模块 | |
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气动工装示意图 | |
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