功率半导体器件的性能优化对于整个系统的高效运行起着至关重要的作用。双脉冲测试（DPT）作为一种关键的测试方法，为功率器件的动态行为评估提供了精准的手段。本文将深入解析双脉冲测试的原理、应用以及泰克科技在这一领域的先进解决方案，同时介绍泰克高远新书的相关内容。
在设计功率转换器时，理想状态是功率损耗为零，但在实际应用中，开关损耗是不可避免的。传统的硅基转换器效率大约在 87% 至 90% 之间，这意味着有 10% 至 13% 的输入功率会以废热的形式耗散掉，而其中大部分损耗都发生在 MOSFET 或 IGBT 等开关器件中。因此，测量这些器件的开关参数对于优化设计、提升效率显得尤为关键。
双脉冲测试是测量 MOSFET 或 IGBT 开关参数的方法，并且被广泛应用于 JEDEC 和 IEC 等相关标准中，如 JEP182、JESD24 - 10、IEC 60747 - 9 等。该测试方法能够在受控的电压、电流和温度条件下，通过脉冲限制被测器件（DUT）的自发热并保持稳定的结温，从而实现对开关参数的准确测量。
双脉冲测试的目标是测量以下几类开关参数：
- 导通参数：包含导通延迟时间 td (on)、VDS 下降时间 tf、导通时间 ton、漏极电流 ID、dv/dt、di/dt、导通能量 Eon 以及动态导通电阻 RDS (on)。
- 关断参数：有关断延迟时间 td (off)、VDS 上升时间 tr、关断时间 toff、漏源电压 VDSM、dv/dt、di/dt、关断能量 Eoff 和输出电荷 Qoss。
- 反向恢复参数：涵盖反向恢复时间 tr、反向恢复电流 Ir、反向恢复电荷 Qrr、反向恢复能量 Err 和正向导通电压 VSD。
双脉冲测试主要分为三个重要阶段：
- 建立目标测试电流：通过调整个脉冲的宽度，利用负载电感来提供所需的测试电流。
- 个脉冲的关断及测量：此时 Id 已达到目标测试电流，当功率器件关断时，电流降至零。在这个过程中，需要测量关断延迟（td (off)）、下降时间（tf）、关断时间（toff）、关断能量（Eoff）、dv/dt 和 di/dt 等参数。负载电流会从负载电感流经续流二极管，并且关断时间需要保持较短，以将负载电流维持在目标 Id。
- 第二个脉冲的导通及测量：在这个阶段进行导通测量，目标 Id 开始重新流入功率器件。导通期间出现的电流过冲，是由于续流二极管反向恢复时产生的暂时过量电流导致的。第二个脉冲的宽度只需保持足够长，以确保能够进行稳定测量，同时避免器件过热。
典型的双脉冲测试电路如图 1 所示，通过高侧和低侧 FET 的合理配置，能够实现对功率器件的测量。
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泰克科技为双脉冲测试提供了全面的仪器、探头和软件，以满足测试需求。典型的仪器配置如下：
- 信号源：用于提供栅极驱动信号，通常会使用任意 / 函数发生器（AFG），例如 AFG31000 系列，或者是内置在示波器中的 AFG。
- 直流电源：负责提供足够的漏极电压和电流，像 EA–PSI 10000 可编程电源或者 Keithley 2657A 高压源测量单元都可以满足要求。
- 多通道数字示波器：主要用于采集和测量 VDS、VGS 和 ID 等参数，泰克的 5 系列 B MSO、4 系列 B MSO 和 6 系列 B MSO 操作方式相同，只是在规格上有所差异。
- 示波器探头：探头的选择对于获得有效测试结果至关重要，泰克科技提供了多种类型的探头，以适应不同的测试需求。
- 双脉冲测试应用软件：例如 4、5 和 6 系列 B MSO 配备的双脉冲测试软件 Opt. WBG - DPT，有助于实现可重复的测量。
