功率半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于輸電/儲電系統(tǒng)、電動汽車、家用電器、鐵路和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域，通過提升能源效率來節(jié)約能源，減少二氧化碳排放。碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等第三代半導(dǎo)體材料因其在更高電壓、頻率和溫度下的優(yōu)異性能，逐漸取代傳統(tǒng)硅基器件。隨著功率半導(dǎo)體器件向小型化、集成化、大功率和低能耗方向不斷發(fā)展，對測試系統(tǒng)的要求日益趨嚴(yán)，測試設(shè)備必須滿足大功率、低噪聲、高精度和高速數(shù)據(jù)采集等性能要求，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和穩(wěn)定性，同時拓展測試功能和適用場景，并降低測試成本。

動態(tài)測試系統(tǒng)是功率半導(dǎo)體器件研發(fā)和制造過程中重要的測試系統(tǒng)，其中動態(tài)測試指標(biāo)對器件性能最為重要。參考IEC60747-8和IEC60747-9測試標(biāo)準(zhǔn)，二極管的反向恢復(fù)參數(shù)，柵極-漏極、柵極-源極及漏極-源極的電容效應(yīng)等會影響開關(guān)速度、開關(guān)時間和開關(guān)損耗，因此需要精確測量相關(guān)特性參數(shù)，評估功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)性能。

▲雙脈沖測試測試（DPT） 配置，電壓/電流波形以及能量損耗

動態(tài)參數(shù)測試主要用于評估器件在開關(guān)過程中的性能，需要在器件的開關(guān)頻率和瞬態(tài)條件下進(jìn)行，重點在于分析器件在導(dǎo)通和關(guān)斷瞬間的行為，動態(tài)性能的四個指標(biāo)包括開關(guān)損耗、時間、過沖、開關(guān)速度。常見的動態(tài)參數(shù)包括：導(dǎo)通延遲時間、上升時間、關(guān)斷延遲時間、下降時間、開通損耗、關(guān)斷損耗、反向恢復(fù)電流、反向恢復(fù)時間、反向恢復(fù)能量、開關(guān)損耗等。動態(tài)測試的原理是在所需的工作條件下發(fā)射單脈沖或雙脈沖，以便從測量的波形中提取器件上述開關(guān)特性相關(guān)參數(shù)。

功率半導(dǎo)體測試設(shè)備通常由信號發(fā)生器、高壓電源、驅(qū)動電路、電壓探頭/電流傳感器、充放電模塊、溫控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等構(gòu)成。測試系統(tǒng)對雜散電感、負(fù)載電感、共模干擾非常敏感，這也要求高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄開關(guān)波形、反向恢復(fù)波形、串?dāng)_波形特征，尤其是各種震蕩信號細(xì)節(jié)。

數(shù)據(jù)采集模塊是半導(dǎo)體測試機中的重要組成部件之一。中科采象基于PXIe/PCIe架構(gòu)推出了創(chuàng)新的功率半導(dǎo)體測試數(shù)據(jù)采集解決方案，保障采集信號數(shù)據(jù)的安全性與完整性，通過FPGA的波形數(shù)字化處理算法和模塊化儀器技術(shù)，實現(xiàn)高速實時數(shù)據(jù)處理，并能靈活適配各種應(yīng)用需求和場景。相比傳統(tǒng)的示波器方案，主要優(yōu)勢有：

1. 系統(tǒng)集成度更高，模塊化設(shè)計體積小巧，易于集成。

2. 傳輸速度更快，高速PCIe 3.0 x8 的傳輸速率為 64 Gbps，相比示波器千兆以太網(wǎng)接口1Gbps速率，數(shù)據(jù)傳輸速率可提高64倍。

3. 數(shù)據(jù)處理方式更靈活，可通過板載FPGA進(jìn)行自定義算法開發(fā)，全面優(yōu)化測試過程，提高測量效率和精準(zhǔn)度。