Keysight B1505A — эталонное решение для полной характеризации силовых полупроводниковых приборов в диапазоне от уровня суб-пА до 10 кВ и 1500 А. Такой охват параметров открывает возможность исследования как традиционных приборов (IGBT, силовые MOSFET, диоды), так и устройств на перспективных материалах — GaN и SiC. Прибор ориентирован на инженеров силовой электроники, которым требуются точное измерение токов утечки, импульсные режимы без теплового нагрева и безопасная высоковольтная работа — всё в едином рабочем пространстве.

В основе платформы — десятислотовый модульный мейнфрейм с масштабируемой архитектурой. Широкий выбор измерительных модулей позволяет гибко конфигурировать прибор под конкретные задачи: высоковольтный SMU (HVSMU), высокотоковый SMU (HCSMU), модули ультравысокого тока (UHC) и напряжения (UHV), SMU высокой мощности (1 А / 200 В), SMU средней мощности (100 мА / 100 В), импульсный SMU среднего тока (1 А / 30 В импульс, 100 мА / 30 В DC), а также многочастотный измеритель ёмкости (CMU, 1 кГц–5 МГц). Поддерживаются приборы с количеством выводов до 6, что охватывает все распространённые силовые корпуса.

Важное преимущество платформы — возможность апгрейда: владельцы B1500A могут конвертировать свой мейнфрейм в B1505A с помощью специального набора для преобразования от Keysight, расширив диапазоны напряжения и тока без полной замены прибора.

Измерительные возможности

Измерения ВАХ охватывают диапазон от 10 фА до 1500 А по току и от 2 мкВ до 10 кВ по напряжению. Минимальная ширина импульса — 10 мкс, скорость выборки АЦП — 2 МВыб/с. Сочетание точности субпикоамперного уровня с поддержкой высоких напряжений позволяет в одном цикле измерять как токи утечки в закрытом состоянии, так и характеристики открытого канала.

Сопротивление открытого канала R_on измеряется с разрешением до μΩ — критически важный параметр для SiC- и GaN-транзисторов с R_DS(on) на уровне единиц–десятков мОм.

Измерения ВФХ при высоком DC-смещении выполняются полностью автоматически при напряжении до 3000 В в диапазоне частот 1 кГц–5 МГц. Прибор автоматически переконфигурирует схему для измерения Ciss, Coss, Crss (MOSFET) и Cies, Coes, Cres (IGBT) без ручной перекоммутации кабелей.

Заряд затвора (Gate Charge, Qg) — важнейший параметр в эпоху высокочастотных силовых преобразователей. B1505A обеспечивает его измерение при напряжении до 3 кВ как для корпусированных приборов, так и на пластине (on-wafer).

Температурная характеризация выполняется в полностью автоматическом режиме в диапазоне −50…+250 °C. Встроенные входы термопар обеспечивают контроль температуры образца в реальном времени, аппаратная блокировка (interlock) гарантирует безопасность при высоковольтных измерениях.

Оценка токового коллапса GaN (Dynamic R_on / Current Collapse) реализована с помощью высоковольтного/высокоточного переключателя быстрого действия, воспроизводящего реальные условия переключения GaN-транзистора.

Тестовое приспособление

Надёжное тестовое приспособление — ключевой элемент безопасной работы с высокими напряжениями и токами, а также условие поддержки разнообразных типов корпусов силовых приборов. Ограничение традиционных характериографов состояло в том, что приборы нестандартных размеров и форм нередко нельзя было протестировать без самодельных переходников. Тестовое приспособление B1505A позволяет тестировать силовые MOSFET, диоды, IGBT и другие приборы независимо от их размеров и конфигурации корпуса — благодаря широкому выбору адаптеров. Встроенная аппаратная блокировка (interlock) физически исключает подачу опасных напряжений и токов при открытой крышке, обеспечивая соответствие требованиям промышленной безопасности.

EasyEXPERT group+

Программная среда базируется на Windows 10 — встроенный 15" сенсорный экран или ПК пользователя. Подобно классическому характериографу, B1505A поддерживает управление поворотной ручкой с переменной развёрткой в реальном времени: это позволяет мгновенно оценивать такие параметры, как пробивное напряжение, изменяя условия прямо в процессе измерения.

Функция Oscilloscope View визуально отображает форму напряжения и тока, прикладываемого к прибору, помогая оператору оптимизировать условия теста. Информация о конфигурации измерений и результаты автоматически сохраняются на встроенном накопителе и могут быть скопированы на USB-носитель. Device Measurement Summary позволяет напрямую включать данные в инженерные отчёты. Сотни готовых тестов Application Tests, функция Quick Test для полного цикла измерений без перекоммутации кабелей, автоматическое извлечение параметров (Vth, Gm, BV).

Области применения

B1505A закрывает весь спектр задач по тестированию силовых полупроводников. Он подходит для силовых MOSFET и IGBT: позволяет с высокой точностью измерять R_DS(on), токи утечки, пороговое и пробивное напряжения, а также все ключевые ёмкости и заряд затвора при рабочих высоких напряжениях. На том же стенде можно снимать характеристики тиристоров, диодов, диодов Шоттки и других защитных компонентов, в том числе при импульсных токах и напряжениях до 10 кВ.

Отдельное направление — приборы на GaN и SiC. Анализатор измеряет динамическое сопротивление R_on (эффект current collapse) у GaN-транзисторов и позволяет полноценно квалифицировать SiC MOSFET/JFET по стандартам JEDEC, включая высоковольтные и высокотемпературные тесты. Поддерживаются автоматические температурные тесты от −50 до +250 °C, входной контроль партий и характеризация мощных полупроводниковых структур на пластине при токах свыше 200 А и напряжениях до 10 кВ.

Комплектация

Базовая комплектация B1505A

Мейнфрейм с 10 слотами, встроенный блок заземления (GNDU), клавиатура, мышь, стилус, кабель питания, лицензия EasyEXPERT group+.