DE102022128841A1 - FLEXIBLE WIDE BAND GAP DOUBLE PULSE TEST METHODOLOGY - Google Patents

FLEXIBLE WIDE BAND GAP DOUBLE PULSE TEST METHODOLOGY Download PDF

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Vivek Shivaram
Niranjan R Hegde
Parjanya Adiga
Krishna N H Sri
Tsuyoshi Miyazaki
Yogesh M. Pai
Venkatraj Melinamane
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Abstract

Ein Prüf- und Messinstrument hat eine Benutzeroberfläche, einen oder mehrere Tastköpfe, um das Instrument an eine zu prüfende Vorrichtung (DUT) anzuschließen, und einen oder mehrere Prozessoren, die so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem zu veranlassen: Empfangen von einer oder mehreren Benutzereingaben über die Benutzeroberfläche, wobei mindestens eine der Benutzereingaben dazu dient, mindestens eine Analyse zu bestimmen, die an der DUT durchgeführt werden soll, Empfangen von Wellenformdaten von der DUT, wenn die DUT durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung aktiviert wird, und Anlegen eines ersten oder zweiten Impulses oder mehrerer Impulse von einem Quelleninstrument, Durchführen der mindestens einen Analyse an den Wellenformdaten, und Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche. Ein Verfahren zur automatischen Durchführung einer Doppelimpulsprüfung und einer Analyse an einer zu prüfenden Vorrichtung (DUT) umfasst das Empfangen einer Benutzereingabe über eine Benutzeroberfläche an einem Prüf- und Messinstrument, wobei die Benutzereingabe dazu dient, mindestens eine Analyse zu bestimmen, die an von der DUT empfangenen Wellenformdaten durchgeführt werden soll, Empfangen der Wellenformdaten von der DUT, wenn die DUT durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung aktiviert wird, und Anlegen eines ersten oder eines zweiten Impulses oder mehrerer Impulse von einem Quelleninstrument, Durchführen der Analyse der Wellenformdaten, und Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche.A test and measurement instrument has a user interface, one or more probes to connect the instrument to a device under test (DUT), and one or more processors configured to execute code to execute the one or more to cause processors to: receive one or more user inputs via the user interface, at least one of the user inputs being used to determine at least one analysis to be performed on the DUT, receiving waveform data from the DUT when the DUT by applying activated by power from a power supply, and applying a first or second pulse or multiple pulses from a source instrument, performing the at least one analysis on the waveform data, and displaying the waveform data and the analysis on the user interface. A method for automatically performing a double-pulse test and analysis on a device under test (DUT) includes receiving user input via a user interface on a test and measurement instrument, wherein the user input is used to designate at least one analysis to be performed by the DUT received waveform data is to be performed, receiving the waveform data from the DUT when the DUT is activated by applying power from a power supply, and applying a first or a second pulse or multiple pulses from a source instrument, performing analysis of the waveform data, and displaying the waveform data and analysis on the user interface.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Offenbarung beansprucht die Priorität der indischen vorläufigen Anmeldung Nr. 202121050042 mit dem Titel „Automated Double Pulse Test (DPT) Measurements with Reverse Recovery Plot for System Validation of Wide Brand Gap (WBG) Power Devices During In-Circuit Operation“, die am 1. November 2022 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist.This disclosure claims priority to Indian Provisional Application No. 202121050042 entitled Automated Double Pulse Test (DPT) Measurements with Reverse Recovery Plot for System Validation of Wide Brand Gap (WBG) Power Devices During In-Circuit Operation, filed on 01.01 November 2022, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf die Prüfung und Messung von Leistungsbauteilen auf Halbleiterbasis.The present disclosure relates to the testing and measurement of semiconductor-based power devices.

HINTERGRUNDBACKGROUND

In der Leistungselektronik verwendete Halbleitermaterialien gehen von Silizium zu Wide Band Gap (WBG)-Halbleitern wie Siliziumcarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) über, was auf ihre Überlegenheit bei höheren Leistungsstufen in Automobil- und Industrieanwendungen zurückzuführen ist.Semiconductor materials used in power electronics are migrating from silicon to wide band gap (WBG) semiconductors such as silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) due to their superiority at higher power levels in automotive and industrial applications.

GaN- und SiC-Technologien ermöglichen kleinere, schnellere und effizientere Designs. Die vollständige Überprüfung eines SiC- oder GaN-basierten WBG-Bauteils erfordert sowohl statische als auch dynamische Messungen. Das bevorzugte Prüfverfahren zur Messung der Schalt- und Diodensperrparameter von MOSFETs oder IGBTs wird üblicherweise mit dem Doppelimpulstest-(DPT)-Verfahren durchgeführt.GaN and SiC technologies enable smaller, faster and more efficient designs. Full verification of a SiC or GaN based WBG device requires both static and dynamic measurements. The preferred test method for measuring the switching and diode blocking parameters of MOSFETs or IGBTs is commonly performed using the Double Pulse Test (DPT) method.

Die Überprüfung eines WBG-Systems erfolgt durch den Vergleich von Echtzeit-Wellenformen während DPT-Experimenten über eine Reihe von Betriebsbedingungen für einen breiten Bereich von Spannungs- und Wärmewerten.Verification of a WBG system is accomplished by comparing real-time waveforms during DPT experiments over a range of operating conditions for a wide range of voltage and thermal values.

Bei DPT handelt es sich um ein klar definiertes Verfahren zur Messung der Schaltparameter und zur Bewertung des dynamischen Verhaltens von Leistungsbauteilen.DPT is a clearly defined procedure for measuring switching parameters and evaluating the dynamic behavior of power components.

Die IEC- und JEDEC-Normen definieren die dynamische Prüfung von WBG-Leistungsbauteilen. DPT hilft bei der Bestimmung der wichtigsten Leistungsparameter der Schaltvorrichtung durch die folgenden Messungen: Schaltparameter, Dioden-Sperrerholungsenergie und Sperrerholungszeit, Gate-Ladung und Kapazitätsanalyse.The IEC and JEDEC standards define the dynamic testing of WBG power components. DPT helps determine key switching device performance parameters through the following measurements: switching parameters, diode reverse recovery energy and time, gate charge, and capacitance analysis.

Kunden führen den schaltkreisinternen Betrieb der DUT-Platine ohne externen Stimulus durch und charakterisieren die diskreten MOSFET/IGBT-Komponenten frühzeitig im Arbeitsablauf. Die schaltkreisinterne Prüfung bildet das reale Szenario des DUT-Betriebs ab und wird manchmal auch als Systemüberprüfung bezeichnet. Es gibt keine Standardmessungen oder Standartprüfprozedur zur Prüfung der DUT in der Systemüberprüfungsphase.Customers perform in-circuit operation of the DUT board without external stimulus and characterize the discrete MOSFET/IGBT components early in the workflow. In-circuit testing reflects the real-world scenario of DUT operation and is sometimes referred to as system verification. There are no standard measurements or testing procedure for testing the DUT in the system verification phase.

Bei herkömmlichen DPT-Aufbauten ist es ein zeitaufwändiger und fehleranfälliger Prozess, diese Prüfungen unter verschiedenen Permutationen von Prüfparametern manuell durchzuführen und die experimentellen Daten anschließend manuell zu analysieren.With traditional DPT setups, manually performing these tests under different permutations of test parameters and then manually analyzing the experimental data is a time-consuming and error-prone process.

Derzeit testen die Kunden die WBG-Vorrichtungen, indem sie die Wellenformen manuell speichern, in Tools wie Excel oder LabVIEW exportieren; dabei ihre eigenen Techniken anwenden und die Prüfberichte dokumentieren; sowie über mehrere DUTs hinweg (10 bis 20) iterieren. Projektverzögerungen führen auch zu einer verzögerten Markteinführung und zum Verlust von Schlüsselkunden an die Konkurrenz.Currently, customers are testing the WBG devices by manually saving the waveforms, exporting them to tools such as Excel or LabVIEW; using their own techniques and documenting the test reports; as well as iterate over multiple DUTs (10 to 20). Project delays also result in delayed time to market and the loss of key customers to competitors.

Eine der größten Herausforderungen, mit denen die Kunden bei der Systemüberprüfung von WBG-Referenzdesigns konfrontiert sind, ist die Verbesserung der Prüfzeiten. Es dauert länger, Echtzeit-Wellenformen zu erfassen und über mehrere Durchläufe zu analysieren. Für die Überprüfung und Prüfung von nur einem einzigen Leistungsbauteil werden einige Tage benötigt. Die Hauptmerkmale sind das Durchführen mehrerer Messungen, das Prüfen mehrerer DUTs; manuelles Prüfen, Analyse und Berichterstattung, was zu Verzögerungen führt.One of the biggest challenges customers face when system verifying WBG reference designs is how to improve verification times. It takes longer to capture real-time waveforms and analyze them across multiple sweeps. A few days are required to check and test just one single power component. The main features are taking multiple measurements, testing multiple DUTs; manual review, analysis and reporting, causing delays.

Eine weitere zentrale Herausforderung ist das mangelnde Vertrauen in Prüfergebnisse. Eine DPT-Prüfung erfordert automatisierte Messungen und die Steuerung von Instrumenten wie AFG, DUT-Platine und Messsystem (Oszilloskop) während der dynamischen Prüfung, da Prüfingenieure ihren eigenen Code oder ihre eigenen Tools für die Analyse verwenden, was zu einer ineffektiven Steuerung der Prüfaufbauten führt sowie dazu, dass Tastköpfe nicht die Anforderungen an Bandbreite, Dynamikbereich und Gleichtaktunterdrückungsverhältnis erfüllen und Oszilloskope über mehrere Kanäle, Entzerrungsfähigkeit und einen hohen Dynamikbereich verfügen müssen.Another key challenge is the lack of confidence in test results. A DPT test requires automated measurements and control of instruments such as AFG, DUT board and measurement system (oscilloscope) during dynamic testing, as test engineers use their own code or tools for analysis, resulting in ineffective control of test setups and probes do not meet bandwidth, dynamic range, and common-mode rejection ratio requirements, and oscilloscopes must have multiple channels, equalization capability, and high dynamic range.

Eine Eigenbau-Lösung ist in diesem Bereich vorherrschend und besteht in kundenspezifischen Aufbauten, die sich von einem Unternehmen zum nächsten unterscheiden. Auch wenn die Seite der Messungen recht gut abgedeckt ist, gibt es aus Sicht des Systems keinen Standard, da Technik und Implementierung von Unternehmen zu Unternehmen und von Aufbau zu Aufbau variieren können. Dies führt zu einem geringen Vertrauen in den Prüfaufbau und stellt eine Herausforderung bezüglich der Korrelation der Ergebnisse dar. Es gibt keine standardisierte und akzeptierte Lösung zur Überprüfung eines schaltungsinternen Betriebs einer DUT.A do-it-yourself solution is dominant in this area and consists of custom builds that differ from one company to the next. Even if the measurements side is covered quite well, from the system point of view there is no standard because technology and Implementation may vary from company to company and from build to build. This leads to low confidence in the test setup and poses a challenge in terms of correlating the results. There is no standardized and accepted solution for verifying in-circuit operation of a DUT.

Bestehende Prüfverfahren von T&M-Anbietern bieten keine spezielle, auf einem Oszilloskop basierende Lösung für die Systemüberprüfung. Daher besteht ein Bedarf an einer effizienten Prüflösung.Existing test procedures from T&M vendors do not provide a dedicated oscilloscope-based solution for system verification. Therefore, there is a need for an efficient inspection solution.

Figurenlistecharacter list

  • 1 zeigt einen Schaltplan von parasitären Elementen in DPT-Leistungsschaltungen. 1 shows a circuit diagram of parasitic elements in DPT power circuits.
  • 2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des Ablaufs einer Platinenüberprüfung. 2 shows a schematic flow chart of the sequence of a circuit board check.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform eines schematischen Flussdiagramms des Arbeitsablaufs. 3 Figure 12 shows an embodiment of a schematic flowchart of the workflow.
  • 4 zeigt eine Ausführungsform einer Messgruppierung des DPT-Flusses. 4 Figure 12 shows one embodiment of a measurement array of DPT flow.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform eines schematischen Schaltplans, in dem Prüfpunkte zur Messung von Schaltparametern gezeigt sind. 5 FIG. 12 shows an embodiment of a schematic circuit diagram showing test points for measuring switching parameters.
  • 6 zeigt eine Ausführungsform von Einschalt-Ausschalt-Übergängen in einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). 6 12 shows one embodiment of turn-on-turn-off transitions in an insulated gate bipolar transistor (IGBT).
  • 7 zeigt ein Bild einer Eon-Konfiguration und eine Ergebnisplakette für eine Ausführungsform einer WBG-DPT-Lösung. 7 Figure 12 shows an image of an E on configuration and a results plaque for one embodiment of a WBG-DPT solution.
  • 8 zeigt einen kommentierten Eon-Bereich unter Verwendung einer Ausführungsform einer WBG-Lösung an einem Oszilloskop mit Navigation. 8th Figure 12 shows an annotated E on range using one embodiment of a WBG solution on an oscilloscope with navigation.
  • 9 zeigt ein Bild eines Sperrstroms, das auf einem Oszilloskop unter Verwendung von Tektronix-Stromtastköpfen (TCP) in einer Ausführungsform eines Sperrerholungsprozesses aufgenommen wurde. 9 14 shows an image of reverse current captured on an oscilloscope using Tektronix current probes (TCP) in one embodiment of a reverse recovery process.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform eines schematischen Schaltplans, in dem Prüfpunkte zur Messung der Dioden-Sperrerholung gezeigt sind. 10 Figure 12 shows one embodiment of a schematic circuit diagram showing test points for measuring diode reverse recovery.
  • 11 zeigt eine Konfigurationsseite für die Sperrerholungszeit (Trr) und eine Messplakette für eine Ausführungsform einer WBG-DPT-Lösung. 11 Figure 12 shows a lock recovery time (Trr) configuration page and measurement plaque for one embodiment of a WBG-DPT solution.
  • 12 zeigt einen Sperrerholungsbereich, der an einer Wellenform unter Verwendung einer Ausführungsform einer WBG-DPT-Lösung vermerkt ist. 12 Figure 12 shows a lock recovery region annotated on a waveform using one embodiment of a WBG-DPT solution.
  • 13 zeigt eine Ausführungsform eines Rückgewinnungsladungsbereichs, der vergrößert und gekennzeichnet ist. 13 Figure 12 shows one embodiment of a recovery charge area, enlarged and labeled.
  • 14 zeigt eine Ausführungsform eines überlagerten Sperrerholungsdiagramms für Mehrfachimpulse. 14 Figure 12 shows one embodiment of a superimposed reverse recovery plot for multi-pulse.
  • 15 zeigt eine Ausführungsform eines überlagerten Rückgewinnungsladungsbereichs für mehrere Impulse an einem Sperrerholungsdiagramm. 15 Figure 12 shows one embodiment of a superimposed regenerative charge region for multiple pulses on a reverse recovery plot.
  • 16 zeigt ein einzelnes Sperrerholungsdiagramm und seine dazugehörige Wellenform einer Ausführungsform der Durchführung einer Sperrerholungsprüfung. 16 Figure 12 shows a single reverse recovery plot and its associated waveform of one embodiment of performing a reverse recovery test.
  • 17 zeigt mehrere Sperrerholungsdiagramme, die entsprechende Wellenform und den Sperrerholungsstrom, die sich aus einer Ausführungsform der Durchführung einer Sperrerholungsprüfung ergeben. 17 Figure 12 shows several reverse recovery plots, the corresponding waveform and reverse recovery current resulting from one embodiment of performing a reverse recovery test.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bieten automatisierte Doppelimpulsprüf-(DPT)-Messungen mit einem Sperrerholungsdiagramm zur Systemüberprüfung von Wide Band Gap (WBG)-Leistungsbauelementen während eines schaltungsinternen Betriebs.The various embodiments of the present disclosure provide automated double pulse test (DPT) measurements with a reverse recovery diagram for system verification of wide band gap (WBG) power devices during in-circuit operation.

Die Messung von Sperrerholungseigenschaften hängt stark von der Erfassungsgenauigkeit ab. Mit von Tektronix entwickelten, branchenführenden Tastköpfen, wie z.B. den Iso-Vu-Tastköpfen und den Tektronix-Stromtastköpfen (TCP), können Systeme die Sperrerholungseigenschaften nahe an den tatsächlichen Eigenschaften der Vorrichtung messen. Die hier vorgestellten Ausführungsformen haben mehrere Vorteile. Dazu gehören die Definition eines einzuhaltenden Arbeitsablaufs und die Fehlersuche bei neuen Designs in Übereinstimmung mit Industrienormen. Zu den weiteren Vorteilen gehören automatisierte Messungen mit Überprüfung und Rückmeldung, die Automatisierung des Quelleninstruments, des Prüf- und Messinstruments und der zu prüfenden Vorrichtung (DUT) sowie Flexibilität bei vom Kunden festgelegten Referenzwerten und konfigurierbaren Integrationspunkten bei der Messung. Zu weiteren Vorteilen gehören ein neuer Diagrammtyp für die Darstellung der Sperrerholung mit der Möglichkeit einer Überlappung von Zeitscheiben, einer Analyse pro Zyklus mit Anmerkungen sowie der Kontrolle von Einzel- und Mehrfachimpulsergebnissen und Statistiken.Measurement of reverse recovery characteristics is highly dependent on detection accuracy. With industry-leading probes developed by Tektronix, such as the Iso-Vu probes and the Tektronix current probes (TCP), systems can measure reverse recovery characteristics close to the actual characteristics of the device. The embodiments presented here have several advantages. This includes defining a workflow to follow and troubleshooting new designs in accordance with industry standards. Other benefits include automated measurements with verification and feedback, automation of the source instrument, test and measurement instrument, and device under test (DUT), and flexibility with customer-specified reference values and configurable measurement integration points. Other benefits include a new chart type for plotting lock recovery with the ability to overlap time slices, per-cycle analysis with annotations, and control of single and multi-pulse results and statistics.

Die auf einem WBG-Prüf- und Messinstrument basierende Lösung der Ausführungsformen bietet Flexibilität im Arbeitsablauf und führt komplexe Messungen durch. Zu diesen Normen gehören unter anderem die von verschiedenen Normungsgremien wie JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council) und IEC (International Electrotechnical Commission) festgelegten Normen. Die vorliegende Lösung (WBG-DPT) ist für Entwickler und Überprüfungsteams sehr nützlich.The embodiment solution based on a WBG test and measurement instrument provides workflow flexibility and performs complex measurements. These standards include: including the standards set by various standardization bodies such as JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council) and IEC (International Electrotechnical Commission). This solution (WBG-DPT) is very useful for developers and review teams.

Leistungselektronische Systeme beinhalten das Schalten von Leistungshalbleiterbauelementen (PSDs) durch Anlegen von Steuersignalen, um den Stromfluss zu steuern. Das dynamische Verhalten der PSDs hat einen erheblichen Einfluss auf den Wirkungsgrad und die Leistungsdichte von Leistungswandlern und anderen leistungselektronischen Systemen.Power electronic systems involve switching power semiconductor devices (PSDs) by applying control signals to control the flow of current. The dynamic behavior of PSDs has a significant impact on the efficiency and power density of power converters and other power electronic systems.

1 zeigt die beiden primären parasitären Kreise in einer DPT-Leistungsstufe, einen Leistungskreis 10 und einen Regelkreis 12. Bei LS und LD handelt es sich um induktive Streuelemente im Hauptleistungskreis. LG ist die parasitäre Induktivität im Zusammenhang mit dem Gate-Kreis. Parasitäre Kapazitäten im MOSFET, CGS, CGD und CDS tragen zu einem langsameren Schaltvorgang bei und erhöhen die Schaltverluste. LD und LG sind die Hauptverursacher von parasitärem Überschwingen, wobei das Überschwingen aufgrund schnellen Schaltens jedoch empfindlicher gegenüber LD ist. Dies führt dazu, dass eine Systemüberprüfung durch schaltungsinterne Prüfungen für Entwickler von entscheidender Bedeutung ist, da sonst die PCB-Effekte bei der Charakterisierung übersehen werden. 1 Figure 12 shows the two primary parasitic circuits in a DPT power stage, a power circuit 10 and a control circuit 12. LS and LD are stray inductors in the main power circuit. L G is the parasitic inductance associated with the gate circuit. Parasitic capacitances in the MOSFET, C GS , C GD and CDS contribute to slower switching and increase switching losses. L D and L G are the main contributors to parasitic overshoot, but the overshoot is more sensitive to L D due to fast switching. As a result, system verification through in-circuit testing is critical for designers, otherwise the PCB effects will be overlooked during characterization.

Die DUT wird auf Grundlage von Zielanwendungen kundenspezifisch angepasst. Die Leiterplatte ist so konzipiert, dass sie kompakt ist und die Auswirkungen der parasitären Schaltung und ihrer Kreise, die die dynamische Leistung der verpackten Leiterplatte beeinträchtigen, minimiert werden. Die schnell schaltenden WBGs reagieren sehr empfindlich auf die parasitäre Schaltung, so dass es entscheiden ist, DPT-Schalt- und Diodenerholungsparameter während des schaltungsinternen Betriebs als Teil der Systemüberprüfung zu messen. Die aus der DPT-Analyse gewonnenen Informationen helfen bei der Vorhersage des thermoelektrischen Verhaltens der Platine, was für die Überprüfung von Zielanwendungsdesigns sehr wertvoll ist.The DUT is customized based on target applications. The circuit board is designed to be compact and minimize the effects of the parasitic circuit and its circuitry affecting the dynamic performance of the packaged circuit board. The fast-switching WBGs are very sensitive to the parasitic circuitry, making it critical to measure DPT switch and diode recovery parameters during in-circuit operation as part of system verification. The information gained from the DPT analysis helps in predicting the thermoelectric behavior of the board, which is very valuable for verifying target application designs.

2 zeigt eine Ausführungsform eines Arbeitsablaufs einer Überprüfung von Referenzdesigns bis zum Endprodukt. Die zu prüfende Vorrichtung (DUT) verfügt über in die Prüfschaltung integrierte, diskrete Komponenten mit vorgesehenen Prüfpunkten. Das System wird typischerweise durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung in Betrieb genommen. Die Prüfsoftware stellt den oder die Impulse ein, die an die DUT angelegt werden sollen. Dazu kann ein Quelleninstrument wie z. B. ein Arbiträrwellenformgenerator (AFG) oder eine andere Wellenformquelle verwendet werden. Die DUT durchläuft dann eine Prüfung und Analyse, um sicherzustellen, dass sie die gewünschten Ergebnisse und/oder Normen erfüllt. Die Analyse der Ergebnisse und eine eventuelle Nachbearbeitung schließen die Prüfung dann ab. 2 Figure 12 shows one embodiment of a workflow of reviewing reference designs through to the final product. The device under test (DUT) has discrete components integrated into the test circuitry with test points provided. The system is typically started up by applying power from a power supply. The test software sets the pulse or pulses to be applied to the DUT. A source instrument such as B. an arbitrary waveform generator (AFG) or other waveform source can be used. The DUT then undergoes testing and analysis to ensure that it meets the desired results and/or standards. The analysis of the results and any post-processing then complete the test.

3 zeigt einen Arbeitsablauf unter Verwendung der Ausführungsformen. Die Ausführungsformen bieten einen automatisierten Prozess mit minimaler Intervention seitens des Benutzers. Die verpackten charakteristischen Komponenten 20 sind auf der integrierten Leiterplatte/PCB 22 montiert. Die Stromversorgung 24 schaltet sich ein, um Strom zu liefern, und das Quelleninstrument 28, z. B. ein AFG, liefert die für die Prüfung verwendeten Impulse. Das Prüf- und Messinstrument 26 unterstützt die Extraktion der parasitären Komponenten, der Induktivität und der S-Parameter-Datei und verfügt über vollständige Mess-Sets gemäß Industriestandards. 3 12 shows a workflow using the embodiments. The embodiments provide an automated process with minimal user intervention. The packaged distinctive components 20 are mounted on the integrated circuit board/PCB 22 . The power supply 24 turns on to provide power and the source instrument 28, e.g. B. an AFG, provides the pulses used for the test. The test and measurement instrument 26 supports the extraction of the parasitic components, the inductance and the S-parameter file and has complete measurement sets according to industry standards.

Es ist zu beachten, dass sich die Erörterung auf einen AFG als Quelleninstrument und ein Oszilloskop als Prüf- und Messinstrument konzentriert, aber diese Erläuterung verwendet diese zum besseren Verständnis und beabsichtigt nicht, diese Elemente in irgendeiner Weise auf diese speziellen Beispiele zu beschränken.Note that the discussion focuses on an AFG as the source instrument and an oscilloscope as the test and measurement instrument, but this discussion uses these for clarity and is not intended in any way to limit these items to these specific examples.

Die hier vorgestellten Ausführungsformen ermöglichen eine Vielzahl von Messungen für WBG-Vorrichtungen. 4 zeigt eine Benutzeroberfläche, die eine Gruppierung solcher Messungen zeigt. Wie zu sehen ist, ermöglicht die durch die Prüf- und Messschnittstelle präsentierte Benutzeroberfläche in dieser Ausführungsform die Auswahl des Vorrichtungstyps, entweder ein MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), beides Beispiele für Vorrichtungen mit großer Bandlücke. Das Prüf- und Messinstrument unterstützt mehrere Leistungsbauelemente, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Siliziumkarbid- (SiC) und Galliumnitrid- (GaN) MOSFETs, Siliziumbauelemente und GaN-HEMT-Bauelemente (HEMT = Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit). Der Benutzer kann die Spannungs- und Stromquellenkanäle sowie den Gate-Spannungskanal auswählen. Der Benutzer kann mithilfe des Prüfaufbaus auch aus einer Reihe von Prüfungen auswählen. Dazu gehören beispielsweise die Analyse von Schaltparametern, die Analyse des Schaltzeitpunkts, die Analyse der Dioden-Sperrerholung und die Kapazitätsanalyse.The embodiments presented here enable a large number of measurements for WBG devices. 4 shows a user interface showing a grouping of such measurements. As can be seen, in this embodiment, the user interface presented by the test and measurement interface allows for the selection of the device type, either a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), both examples of wide bandgap devices . The test and measurement instrument supports multiple power devices, including but not limited to silicon carbide (SiC) and gallium nitride (GaN) MOSFETs, silicon devices, and GaN HEMT (High Electron Mobility Transistor) devices. The user can select the voltage and current source channels as well as the gate voltage channel. The user can also choose from a variety of tests using the test setup. This includes, for example, the analysis of switching parameters, the analysis of the switching time, the analysis of the diode reverse recovery and the capacitance analysis.

5 zeigt eine Ausführungsform eines Szenarios zur Messung von Schaltparametern. Die Halbleiter-DUT befindet sich auf der Low-Side-Position (Q2) und bildet zusammen mit einer Freilaufdiode (FWD) in einer High-Side-Position (Q1) die zu prüfende Schaltzelle. 5 12 shows an embodiment of a scenario for measuring switching parameters. The semiconductor DUT is on the low-side position (Q2) and forms together with a freewheeling diode (FWD) in a high-side position (Q1) the switching cell to be tested.

Tastköpfe des Prüf- und Messinstruments 28 erfassen die Schaltspannung und den Schaltstrom sowie die Gate-Spannung von Q2. Die Konfiguration der Tastkopfanschlüsse an dem Prüf- und Messinstrument 26 stellt lediglich ein Beispiel dar. Die Tastköpfe sind über Ports 32, die ihrerseits Daten an den Prozessor 30 übertragen, mit dem Prüf- und Messinstrument verbunden. Die Benutzeroberfläche 34, auf der das Menü wie das in 4 gezeigte dargestellt ist, ermöglicht dem Benutzer die Interaktion mit dem Prüfprozess. Die Benutzeroberfläche umfasst hier eine Ausführungsform mit Touchscreen, könnte aber auch eine beliebige Kombination aus einer Anzeige und Bedienelementen wie Knöpfe oder Tasten umfassen. Der Prozessor kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die einen Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren dazu zu veranlassen, die Verfahren der Ausführungsformen durchzuführen.Probes of test and measurement instrument 28 sense the switching voltage and current and the gate voltage of Q2. The configuration of the probe connections on the test and measurement instrument 26 is merely an example. The probes are connected to the test and measurement instrument via ports 32 which in turn transmit data to the processor 30 . The user interface 34, on which the menu like that in 4 shown, allows the user to interact with the testing process. The user interface here includes a touchscreen embodiment, but could also include any combination of a display and controls such as knobs or buttons. The processor may include one or more processors that execute code to cause the one or more processors to perform the methods of the embodiments.

Wie in dem Schaubild zu sehen ist, besteht eine optionale Verbindung zwischen dem Quelleninstrument und dem Prüf- und Messinstrument. Die Aktivierung der DUT, wie sie hier verwendet wird, bedeutet das Anlegen von Strom aus den Stromversorgungen und dann das Anlegen von Impulsen aus dem Quelleninstrument. Das Anlegen des Quelleninstruments kann über den optionalen Verbindungs-/Kommunikationskanal synchronisiert mit dem Prüf- und Messinstrument erfolgen.As can be seen in the diagram, there is an optional connection between the source instrument and the test and measurement instrument. Activating the DUT as used here means applying current from the power supplies and then applying pulses from the source instrument. The application of the source instrument can be synchronized with the test and measurement instrument via the optional connection/communication channel.

Dieses System ermöglicht die Automatisierung des DPT-Prozesses, lässt aber dennoch Variationen zu. So kann das System beispielsweise den Impulsbereich für den zweiten Impuls automatisch gemäß einem von vielen Industriestandards festlegen. Der Benutzer hat jedoch die Flexibilität, den Impulsbereich auf der Grundlage seines DUT-Betriebs zu ändern. Bei der Auswahl „automatisch“ muss der Benutzer keinerlei Einstellungen in der Messkonfiguration vornehmen. Die automatische Einstellung führt sowohl die Überprüfung als auch die Messung der Wellenform durch.This system allows for the automation of the DPT process, but still allows for variations. For example, the system can automatically set the pulse range for the second pulse according to one of many industry standards. However, the user has the flexibility to change the pulse range based on their DUT operation. If "automatic" is selected, the user does not have to make any settings in the measurement configuration. The automatic adjustment performs both verification and measurement of the waveform.

Bei den vom Benutzer auswählbaren Einstellungen, wobei 7 eine Ausführungsform eines Menüs für diese zeigt, kann die Messung fehlschlagen, wenn der Benutzer es versäumt, den zweiten Impulsbereich einzugeben. In diesem Fall schlägt die Messung fehl und der Benutzer erhält eine Rückmeldung in der Ergebnisplakette. Wenn beispielsweise der zweite Impulsbereich nicht vorhanden ist, wird der Benutzer beispielsweise mit ‚Kein gültiger Eon-Bereich am zweiten Impuls vorhanden...‘ benachrichtigt.In the user-selectable settings, where 7 shows an embodiment of a menu for these, the measurement may fail if the user fails to enter the second pulse range. In this case, the measurement fails and the user receives feedback in the result plaque. For example, if the second pulse region is not present, the user is notified with, for example, 'No valid E on region present on second pulse...'.

Am Beispiel eines IGBT kann man die Einschalt- und Ausschaltparameter berechnen, indem man die abfallende Flanke des ersten Impulses und die ansteigende Flanke des zweiten Impulses betrachtet, wie in 6 dargestellt. Eine Analyse der Schaltparameter misst die im IGBT während des Einschaltens eines einzelnen Kollektorstromimpulses verbrauchte Energie, die in der folgenden Gleichung beschrieben wird: E on = Tonstart Tonstop V CE  I C  dt

Figure DE102022128841A1_0001
Taking an IGBT as an example, one can calculate the turn-on and turn-off parameters by looking at the falling edge of the first pulse and the rising edge of the second pulse, as in 6 shown. An analysis of the switching parameters measures the energy dissipated in the IGBT during turn-on of a single collector current pulse, described in the following equation: E on = sound start sound stop V CE I C German
Figure DE102022128841A1_0001

Energie, die im IGBT während der Ausschaltzeit plus der Nachlaufzeit eines einzelnen Kollektorstromimpulses verloren geht. E off = Toffstart Toffstop V CE  I C  dt

Figure DE102022128841A1_0002
Energy lost in the IGBT during the turn-off time plus the follow-up time of a single collector current pulse. E off = Toffstart Toffstop V CE I C German
Figure DE102022128841A1_0002

8 zeigt eine Ausführungsform einer resultierenden Wellenform mit einem kommentierten Eon-Bereich, und der Benutzer kann mittels Scrollen und Zoomen durch die Wellenform navigieren, um Details der angezeigten Wellenformdaten zu sehen. 8th Figure 12 shows one embodiment of a resulting waveform with an E on region annotated, and the user can scroll and zoom through the waveform to see details of the displayed waveform data.

Der eine oder die mehreren Prozessoren im Prüf- und Messinstrument bieten die Möglichkeit, die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen, indem sie eine Signalaufbereitung an den eingehenden Wellenformdaten vornehmen. Bei den von der DUT her eingehenden Daten handelt es sich in der Regel um analoge Signaldaten, die vor der Analyse einer Analog-DigitalWandlung unterzogen werden. Die Signalaufbereitung kann Spannungs- oder Strombegrenzung, Anwendung von Anti-Aliasing-Filtern, Verstärkung, Filterung und vieles mehr umfassen. Die Signalaufbereitung mildert in der Regel die Auswirkungen des Rauschens, um sicherzustellen, dass die Messungen eine höhere Genauigkeit aufweisen, als dies ohne Signalaufbereitung der Fall wäre. Andere Techniken zur Rauschkontrolle können die Verwendung eines Hystereseband-Regelkreises oder eines Filters umfassen.The one or more processors in the test and measurement instrument provide the ability to increase the accuracy of the measurements by performing signal conditioning on the incoming waveform data. The data coming in from the DUT is usually analog signal data that undergoes analog-to-digital conversion prior to analysis. Signal conditioning can include voltage or current limiting, application of anti-aliasing filters, amplification, filtering and much more. Signal conditioning typically mitigates the effects of noise to ensure measurements are more accurate than they would be without signal conditioning. Other noise control techniques may include the use of a hysteresis band loop or a filter.

Auch wenn in obiger Erläuterung die Benutzereingabe zur Identifizierung der von der DUT durchzuführenden Analyse als eine vom Benutzer getätigte Eingabe erwähnt wird, könnte die Benutzereingabe auch darin bestehen, dass ein Benutzer ein automatisiertes Skript oder eine andere Form der Programmierung über eine programmatische Schnittstelle bereitstellt, um die Prüfung und Analyse auf automatisierte Weise durchzuführen. Dies gilt für alle Aspekte der DPT-Prüfung, einschließlich der weiter unten erläuterten Sperrerholung.Although the above discussion mentions user input identifying the analysis to be performed by the DUT as user input, user input could also consist of a user providing an automated script or other form of programming through a programmatic interface to carry out the examination and analysis in an automated manner. This applies to all aspects of the DPT exam, including lock recovery discussed below.

Während des Beginns des zweiten Impulses der Doppelimpuls-Prüfung schaltet die Freilaufdiode, die sich im Durchlassmodus befindet, in den Sperrmodus. Der Strom in der Diode sinkt auf unter Null ab und erholt sich dann wieder auf 0 Ampere, wie in 9 dargestellt. Die Zeit, die das System benötigt, um wieder auf 0 Ampere zu kommen, wird als Sperrerholungszeit (Trr) bezeichnet, und die Sperrerholungszeit sowie die sich daraus ergebende Rückgewinnungsladung (Qrr) weisen einige der wichtigen Eigenschaften des Systems in Sperrrichtung auf, die es zu analysieren gilt. Mithilfe der Ausführungsformen kann der Benutzer die Trr-Messung mit einer einzigen Stromwellenform durchführen oder die Gate-Quelllenspannung als Flankenqualifizierer verwenden. 10 zeigt eine Ausführungsform eines Prüfaufbaus.During the beginning of the second pulse of the double pulse test, the freewheeling diode, which is in forward mode, switches to reverse mode. The current in the diode drops to below zero and then recovers to 0 amps as in 9 shown. The time it takes for the system to get back to 0 amps is called the reverse recovery time (T rr ), and the reverse recovery time and the resulting recovery charge (Q rr ) exhibit some of the important properties of the reverse biased system that it needs to be analyzed. The embodiments allow the user to perform the T rr measurement with a single current waveform or use the gate-source voltage as an edge qualifier. 10 shows an embodiment of a test setup.

Die Sperrerholungszeit kann mit der folgenden Formel berechnet werden: T r r = t a + t b

Figure DE102022128841A1_0003
The lock recovery time can be calculated using the following formula: T right right = t a + t b
Figure DE102022128841A1_0003

Wobei ta die Zeit ist, die während des zweiten Impulses für den Rückgang des Sperrstroms von 0 Ampere bis zum Erreichen des maximalen Sperrstroms benötigt wird, und tb die Zeit ist, zu der eine extrapolierte Tangente, die an den Anstieg des Sperrstroms gegen 0 Ampere gelegt wird, die Nullstromachse schneidet.Where t a is the time it takes during the second pulse for the reverse current to decrease from 0 amps to reaching the maximum reverse current and t b is the time at which an extrapolated tangent drawn on the reverse current ramps towards 0 ampere is placed, the zero current axis intersects.

Nachdem der Benutzer die entsprechenden Eingaben für die Messung gemacht hat, wird ta mit einer robusten Flankenerkennungstechnik an der Wellenform bestimmt, wobei die Flanke bei null Ampere innerhalb eines Hysteresebandes liegt. Für tb wird eine Tangentenlinie zur Analyse der Sperrzeit bei Erholung des Sperrstroms von seinem maximalen Sperrstrom zur Nullstromachse gezogen. In einigen Normen sollte diese Tangente durch die Punkte 90 % und 25 % des maximalen Sperrstroms (Irm) verlaufen. Für einen unerfahrenen Benutzer bietet die Lösung automatische Pegel, die vom Oszilloskop gemäß den Industrienormen konfiguriert sind.After the user provides the appropriate inputs for the measurement, t a is determined using a robust edge detection technique on the waveform where the edge at zero amperes is within a hysteresis band. A tangent line is drawn for t b to analyze the reverse time as the reverse current recovers from its maximum reverse current to the zero current axis. In some standards, this tangent should pass through the 90% and 25% points of the maximum reverse current (I rm ). For a novice user, the solution provides automatic levels configured by the oscilloscope according to industry standards.

Da die Erholung des Stroms je nach System sehr abrupt oder sanft erfolgen kann, ist die Möglichkeit, diese Prozentpegel zu konfigurieren, von großem Wert. In der Ausführungsform der WBG-Lösung kann der Benutzer diese Tangentenlinie so konfigurieren, dass sie durch verschiedene Anfangs- und Endprozentwerte von Irm verläuft. Die Geradengleichung, die durch A% und B% von Irm zum Zeitpunkt t1 bzw. t2 verläuft, wird wie folgt ermittelt: I ( t ) = I r m ( B A 100 ) ( t 2 t 1 ) t + ( ( t 1 B t 2 A ) 100 I r m ) ( t 1 t 2 )

Figure DE102022128841A1_0004
Since current recovery can be very abrupt or gentle depending on the system, the ability to configure these percentage levels is of great value. In the embodiment of the WBG solution, the user can configure this tangent line to pass through different starting and ending percentages of I rm . The straight line equation that runs through A% and B% of I rm at time t 1 and t 2 respectively is determined as follows: I ( t ) = I right m ( B A 100 ) ( t 2 t 1 ) t + ( ( t 1 B t 2 A ) 100 I right m ) ( t 1 t 2 )
Figure DE102022128841A1_0004

Der Zeitpunkt, an dem diese Tangentenlinie die Nullstromachse schneidet, ist bei: t i n t = ( ( t 1 B t 2 A ) B A )

Figure DE102022128841A1_0005
The time when this tangent line intersects the zero current axis is at: t i n t = ( ( t 1 B t 2 A ) B A )
Figure DE102022128841A1_0005

Anhand dieser Unterbrechungszeit wird die Sperrerholungszeit tb ermittelt, indem von tint die Zeit subtrahiert wird, zu der der Strom Irm erreicht hat (trm). t b = t i n t t r m

Figure DE102022128841A1_0006
The reverse recovery time t b is determined from this interruption time by subtracting the time at which the current has reached I rm (t rm ) from t int . t b = t i n t t right m
Figure DE102022128841A1_0006

Wie aus Gleichung 5 hervorgeht, ist tint unabhängig von Irm. Da die Konfiguration der Start- und Endpunkte der Tangentenlinie variiert, variiert auch die Sperrerholungszeit (Trr) insgesamt. Diese neuartige Konfigurationsmöglichkeit bietet ein leistungsfähiges Werkzeug für die Analyse nichtlinearer Sperrerholungsbereiche auf der Grundlage visueller Rückmeldungen und Rückmeldungen von Oszilloskop-Messungen. In den hier vorgestellten Ausführungsformen einer WBG-Lösung können die Punkte, durch welche die Linie verlaufen soll, als absolute Werte oder als Prozentsatz von Irm angegeben werden. Diese Konfigurationen helfen Ingenieuren, die Art der Erholung des Stroms zu beurteilen und sie mit Messergebnissen zu quantifizieren. 11 zeigt eine Ausführungsform einer Benutzeroberfläche, die es einem Benutzer ermöglicht, die Extrapolationswerte für den Strom für den ersten und zweiten Impuls auszuwählen, wenn der Benutzer „benutzerdefiniert“ wählt, oder die automatischen Werte zu verwenden, wenn er „Auto“ wählt. 11 zeigt auch die Messplakette mit der Trr-Messung.As can be seen from equation 5, tint is independent of I rm . As the configuration of the start and end points of the tangent line varies, the overall lock recovery time (T rr ) also varies. This novel configuration option provides a powerful tool for analyzing nonlinear lock recovery regions based on visual feedback and feedback from oscilloscope measurements. In the embodiments of a WBG solution presented here, the points through which the line is to pass can be specified as absolute values or as a percentage of I rm . These configurations help engineers assess the nature of current recovery and quantify it with measurement results. 11 Figure 12 shows an embodiment of a user interface that allows a user to select the extrapolation values for the current for the first and second pulses if the user selects "custom" or to use the automatic values if the user selects "auto". 11 also shows the measurement plaque with the T rr measurement.

Da die Parameter für die Sperrerholungszeit zeitempfindliche Informationen enthalten, bietet die vorgeschlagene Lösung außerdem eine neue Darstellung in der Anwendung, die als Sperrerholungsdiagramm bezeichnet wird. 12 zeigt die erfasste Wellenform. Das Verfahren zoomt in die Wellenform hinein, indem es automatisch den Sperrbereich findet und die relevanten Sperr-Charakteristik-Parameter, wie gezeigt, vermerkt. Die Ausführungsformen finden den Sperrbereich auf der erfassten Wellenform mit Hilfe der Flankentechnik und der Messeinstellungen. Nach dem Plotten der gezoomten Version der Wellenform markiert das Oszilloskop den interessierenden Bereich mit gestrichelten Linien und vermerkt die entsprechenden Sperrerholungseigenschaften.In addition, because the lock recovery time parameters contain time-sensitive information, the proposed solution provides a new representation in the application called the lock recovery graph. 12 shows the captured waveform. The method zooms into the waveform by automatically finding the stop region and noting the relevant stop characteristic parameters as shown. The embodiments find the stopband on the captured waveform using the slope technique and measurement settings. After plotting the zoomed version of the waveform, the oscilloscope marks the region of interest with dashed lines and notes the appropriate lock recovery characteristics.

Herkömmliche Lösungen sind nicht in der Lage, automatisch in den Sperrerholungsbereich zu zoomen und sie mit Parametern wie Irm, der Zeit bis zum Erreichen von Irm (ta), dem Schnittpunkt der Zeitachse mit der Tangente (tb), der gesamten Sperrzeit (trr) und anderen relevanten Parametern, die über die Sperrerholungszeit des Systems entscheiden, zu versehen.Traditional solutions are not able to automatically zoom into the lock recovery area and fill them with parameters like I rm , the time to reach I rm (t a ), the intersection of the time axis with the tangent (t b ), the total lock time (t rr ) and other relevant parameters that decide the lock recovery time of the system.

Die Sperrerholungsladung ist ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der Sperreigenschaften des Systems. Die Rückgewinnungsladung Qrr kann durch die Fläche unter der Sperrstrom-Zeit-Kurve angenähert werden. Dieser Ladungsbereich stellt die Energie dar, die bei Sperrspannung auf der Leistungsschaltseite des Stromkreises abgeführt werden muss. Der Benutzer sollte eine Sperrstromwellenform als Eingabe für diese Messung bereitstellen und hat die Möglichkeit, die Gate-Spannung als Flankenqualifizierer bereitzustellen, da die Gate-Quelle in der Regel sauberer ist, weil sie direkt vom IC stammt.The reverse recovery charge is an important parameter in determining the reverse blocking characteristics of the system. The recovery charge Q rr can be approximated by the area under the reverse current versus time curve. This charge range represents the energy that must be dissipated at reverse voltage on the power switching side of the circuit. The user should provide a reverse current waveform as input to this measurement and has the option to provide the gate voltage as an edge qualifier as the gate source is usually cleaner because it comes directly from the IC.

Qrr ist definiert als das Integral des Sperrstroms, der, wie in 13 dargestellt, während eines zweiten Impulses der Doppelimpulsprüfung durch die Diode fließt: Q r r = t 0 t 0 + t i i r r × d t

Figure DE102022128841A1_0007
Dabei ist t0 die Zeit, zu der der Sperrstrom während des zweiten Impulses unter die Nullstromachse fällt, und ti ist die Integrationszeit, bis zu der sich eine Sperrladung vorfindet.Q rr is defined as the integral of the reverse current which, as in 13 shown flowing through the diode during a second pulse of the double pulse test: Q right right = t 0 t 0 + t i i right right × i.e t
Figure DE102022128841A1_0007
Where t 0 is the time at which the reverse current falls below the zero current axis during the second pulse, and t i is the integration time up to which reverse charging is found.

Die Integrationszeit zur Ermittlung der Sperrladung hängt von Irm ab. Diese Integrationszeit wird durch Wobbeln der Stromwellenform ermittelt, bis der Strom einen bestimmten Prozentsatz von Irm während des Anstiegs des Stroms bis zur Nullstromachse erreicht. In einigen Industriestandards wird der letztgenannte Prozentsatz von Irm auf 2 % während der Erholung bis zur Nullstromachse festgelegt.The integration time to determine the reverse charge depends on I rm . This integration time is found by sweeping the current waveform until the current reaches a specified percentage of I rm during the current ramp up to the zero current axis. Some industry standards specify the latter percentage of I rm to be 2% during recovery to the zero current axis.

Da jedes Systemdesign seine eigene Toleranz gegenüber Sperrladungen hat, bietet die Lösung die Möglichkeit, die Integrationszeit (ti) durch Angabe des Prozentsatzes des maximalen Sperrstroms (Irm) zu konfigurieren. Diese neuartige Konfigurationsmöglichkeit sorgt für eine Analyse nichtlinearer Erholungsbereiche. In den Ausführungsformen der WBG-Lösung kann der Irm-Wert, bis zu dem die Integration erfolgen soll, als absoluter Wert oder als Prozentsatz von Irm angegeben werden. Das neue Sperrerholungsdiagramm für diese Messung bestimmt den Sperrerholungsbereich aus der erfassten Wellenform, vermerkt die Zeit, die für die Integration in Gleichung (7) berücksichtigt wird, und füllt den Gesamtladungsbereich.Since each system design has its own tolerance to reverse charges, the solution offers the possibility to configure the integration time (t i ) by specifying the percentage of the maximum reverse current (I rm ). This novel configuration option provides for analysis of non-linear recovery zones. In the embodiments of the WBG solution, the I rm value to integrate up to can be specified as an absolute value or as a percentage of I rm . The new reverse recovery map for this measurement determines the reverse recovery region from the acquired waveform, notes the time taken into account for integration in Equation (7), and fills in the total charge region.

Ein einzigartiger Ansatz des neuen Sperrerholungsdiagramms ist seine Fähigkeit, mehrere Doppelimpuls-Sätze zu berücksichtigen und visuelle Ergebnisse sowie Messergebnisse für jeden Satz zu liefern. Der Benutzer kann Messungen in der WBG-Lösung so konfigurieren, dass die Ergebnisse für jeden ersten Impuls oder zweiten Impuls oder für alle Impulse des Doppelpuls-Satzes abgefragt werden. Bei mehreren Impulsen wird die für die Messung bereitgestellte Wellenform des Flankenqualifizierers als Referenz für die Ermittlung der Impulsposition verwendet. 14 zeigt ein Beispiel für das Anzeigen von mehreren Sperrerholungsdiagrammen und mehreren Sperrerholungsbereichen. Es ist zu beachten, dass die Diagramme zwar nur einen Impuls 1 und einen Impuls 2 zeigen, wie in der Legende vermerkt, es aber bis zu N Impulse geben kann. Eine Messplakette oder Legende zeigt die aktuellen Impulsergebnisse zusammen mit den Durchschnittsergebnissen aller Impulse. In dem Sperrerholungsdiagramm von 14 ist der Zeitbereich, der für den aktuellen vermerkten Bereich angegeben ist, für Impuls 1 die durchgezogene Linie. 15 zeigt mehrere Darstellungen mit einem Sperrerholungsbereich.A unique approach of the new lock recovery graph is its ability to account for multiple sets of double pulses and provide visual and measurement results for each set. The user can configure measurements in the WBG solution to request results for each first pulse, second pulse, or for all pulses of the double pulse set. If there are multiple pulses, the edge qualifier waveform provided for the measurement is used as a reference to determine the pulse position. 14 shows an example of displaying multiple lock recovery graphs and multiple lock recovery regions. It should be noted that while the plots show only one impulse 1 and one impulse 2 as noted in the legend, there can be up to N impulses. A measurement plaque or legend shows the current impulse results along with the average results of all impulses. In the lock recovery chart of 14 is the time range given for the current noted range, for impulse 1 the solid line. 15 shows several plots with a lock recovery area.

16 und 17 zeigen Ausführungsformen von Diagrammen mit ihren entsprechenden Wellenformen und dem Sperrerholungsstrom. 16 zeigt eine einzelne Darstellung und 17 zeigt mehrere Darstellungen. 16 and 17 show embodiments of diagrams with their corresponding waveforms and reverse recovery current. 16 shows a single representation and 17 shows several representations.

Die Ausführungsformen der WBG-Anwendung stellen mehrere Impulse in einer einzigen Darstellung dar, wobei der Sperrstrom-(Irr)-Erholungsbereich zusammen mit anderen Erholungsbereichen im Hintergrund zum Vergleich dargestellt wird. Da es in einer Erfassung mehrere Bereiche von Interesse gibt, verwendet das Instrument eine einzelne Stromwellenform, um jeden Bereich von Interesse in Scheiben zu zerschneiden und sie in der Darstellung zu überlappen. Das Instrument ist auch in der Lage, mehrere Bereiche aus mehreren Darstellungen als Überlagerung darzustellen, wie in 17 gezeigt. Die mehreren Bereiche können aus einer Signalerfassung oder aus mehreren Erfassungen stammen.The embodiments of the WBG application display multiple pulses in a single plot, with the reverse current (I rr ) recovery region displayed along with other recovery regions in the background for comparison. Because there are multiple regions of interest in an acquisition, the instrument uses a single current waveform to slice each region of interest and overlap them in the plot. The instrument is also capable of displaying multiple areas from multiple plots as an overlay, as in 17 shown. The multiple ranges can be from one signal acquisition or from multiple acquisitions.

Über die Benutzeroberfläche kann der Benutzer durch die Wellenform navigieren. Zusätzlich zum Hineinzoomen in einen Bereich von Interesse kann der Benutzer die Ergebnisse filtern, indem er den ersten Impuls, den zweiten Impuls, jeden ungeradzahligen Impuls, jeden geradzahligen Impuls, mehrere Impulse, die nicht ungeradzahlig oder geradzahlig sind, auswählt, usw. Die Navigation ermöglicht es dem Benutzer, zum nächsten, vorherigen, minimalen, maximalen usw. zu gelangen. Während der Benutzer navigiert, werden die Anmerkungen aktualisiert, um den gezoomten Bereich wiederzugeben. Das Hervorheben des gezoomten Bereichs von Interesse kann die Verwendung einer anderen Farbe, einen Fettdruck der Linie usw. bedingen. Das Instrument ist außerdem in der Lage, die Signale sowohl in Vorwärtsrichtung (in den Figuren von links nach rechts) als auch in Rückwärtsrichtung (in den Figuren von rechts nach links) zu analysieren, um Oszillationen im interessierenden Bereich zu erfassen.The user interface allows the user to navigate through the waveform. In addition to zooming in on an area of interest, the user can filter the results by selecting the first pulse, the second pulse, each odd pulse, each even pulse, multiple pulses that are not odd or even, etc. Navigation enabled allows the user to go to the next, previous, minimum, maximum, etc. As the user navigates, the annotations are updated to reflect the zoomed area. Highlighting the zoomed area of interest may require using a different color, making the line bold, and so on. The instrument is also capable of analyzing the signals in both the forward direction (from left to right in the figures) and the backward direction (from right to left in the figures) to detect oscillations in the region of interest.

Diese neue Darstellungsart im Oszilloskop ermöglicht die Überlagerung mehrerer zeitlich veränderlicher Wellenabschnitte einer einzigen Wellenform. Diese Darstellung bietet auch die Möglichkeit, durch jeden dieser Bereiche zu navigieren, und Messergebnisse auf dem Oszilloskop werden entsprechend aktualisiert. Derzeit gibt es auf dem Markt keine Oszilloskopanwendung, die eine solche Navigationsfunktion für eine einzelne Wellenform mit mehreren Sperrbereichen, die Sperreigenschaften hervorheben, bieten kann.This new type of display in the oscilloscope enables the superimposition of several wave sections that change over time in a single waveform. This display also provides the ability to navigate through each of these areas and measurement results on the oscilloscope will update accordingly. There is currently no oscilloscope application on the market that can provide such a navigation capability for a single waveform with multiple stop regions that highlight stop features.

Eine zusätzliche Erweiterung dieses Sperrerholungsdiagramms ist die Bereitstellung konfigurierbarer visueller Maskierungsgrenzwerte, so dass jeder Sperrbereich unter bestimmten Grenzwerten liegt. Das Oszilloskop führt Messungen durch und benachrichtigt bei jeder Grenzwertverletzung. Diese Maskierungsfunktion auf der Darstellung ist hilfreich bei der Aufrechterhaltung des idealen Sperrerholungsbereichs eines Systems, der die maximale Erholungszeit, den maximalen Sperrstrom usw. begrenzt.An additional extension of this lock recovery chart is the provision of configurable visual masking thresholds so that each lock region is below certain thresholds. The oscilloscope takes measurements and notifies you of every limit violation. This masking feature on the plot is helpful in maintaining a system's ideal reverse recovery range, which limits maximum recovery time, maximum reverse current, etc.

Aspekte der Offenbarung können auf einer speziell entwickelten Hardware, auf Firmware, digitalen Signalprozessoren oder auf einem speziell programmierten Allzweckcomputer mit einem Prozessor, der nach programmierten Anweisungen arbeitet, arbeiten. Die hier verwendeten Begriffe „Controller“ oder „Prozessor“ sollen Mikroprozessoren, Mikrocomputer, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs) und spezielle Hardware-Controller umfassen. Ein oder mehrere Aspekte der Offenbarung können in computerverwendbaren Daten und computerausführbaren Anweisungen verkörpert sein, beispielsweise in einem oder mehreren Programmmodulen, die von einem oder mehreren Computern (einschließlich Überwachungsmodulen) oder anderen Vorrichtungen ausgeführt werden. Im Allgemeinen umfassen Programmmodule Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen usw., die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren, wenn sie von einem Prozessor in einem Computer oder einer anderen Vorrichtung ausgeführt werden. Die computerausführbaren Anweisungen können auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium wie einer Festplatte, einer optischen Platte, einem Wechselspeichermedium, einem Festkörperspeicher, einem Random Access Memory (RAM) usw. gespeichert sein. Wie dem Fachmann klar sein wird, kann die Funktionalität der Programm-Module in verschiedenen Aspekten beliebig kombiniert oder verteilt werden. Darüber hinaus kann die Funktionalität ganz oder teilweise in Firmware oder Hardware-Äquivalenten wie integrierten Schaltungen, FPGA und dergleichen verkörpert sein. Bestimmte Datenstrukturen können verwendet werden, um einen oder mehrere Aspekte der Offenbarung effektiver zu implementieren, und solche Datenstrukturen werden im Rahmen der hier beschriebenen computerausführbaren Anweisungen und computerverwendbaren Daten in Betracht gezogen.Aspects of the disclosure may operate on specially designed hardware, firmware, digital signal processors, or on a specially programmed general purpose computer having a processor operating according to programmed instructions. As used herein, the terms “controller” or “processor” are intended to include microprocessors, microcomputers, application specific integrated circuits (ASICs), and dedicated hardware controllers. One or more aspects of the disclosure may be embodied in computer-usable data and computer-executable instructions, such as one or more program modules, executed by one or more computers (including controller modules) or other devices. In general, program modules include routines, programs, objects, components, data structures, etc. that perform specific tasks or implement specific abstract data types when executed by a processor in a computer or other device. The computer-executable instructions may be stored on a non-transitory computer-readable medium such as a hard disk, optical disk, removable storage medium, solid-state memory, random access memory (RAM), and so on. As will be clear to those skilled in the art, the functionality of the program modules can be combined or distributed in various aspects as desired. Additionally, the functionality may be embodied in whole or in part in firmware or hardware equivalents such as integrated circuits, FPGA, and the like. Certain data structures can be used to more effectively implement one or more aspects of the disclosure, and such data structures are contemplated within the context of the computer-executable instructions and computer-usable data described herein.

Die offenbarten Aspekte können in einigen Fällen in Hardware, Firmware, Software oder einer beliebigen Kombination davon implementiert sein. Die offenbarten Aspekte können auch in Form von Anweisungen implementiert sein, die durch ein oder mehrere oder nichtflüchtige computerlesbare Medien übertragen werden oder darauf gespeichert sind, welche von einem oder mehreren Prozessoren gelesen und ausgeführt werden können. Solche Anweisungen können als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden. Computerlesbare Medien, wie hier beschrieben, sind alle Medien, auf die eine Datenverarbeitungsvorrichtung zugreifen kann. Computerlesbare Medien können zum Beispiel Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein.The disclosed aspects may, in some cases, be implemented in hardware, firmware, software, or any combination thereof. The disclosed aspects may also be implemented in the form of instructions transmitted by or stored on one or more non-transitory computer-readable media that are readable and executable by one or more processors. Such instructions may be referred to as a computer program product. Computer-readable media, as described herein, is any media that can be accessed by a computing device. Computer-readable media can include, but is not limited to, computer storage media and communications media, for example.

Computerspeichermedien sind alle Medien, die zum Speichern von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Computerspeichermedien können beispielsweise ohne Einschränkung ein RAM, ROM, elektrisch löschbare, programmierbare Festspeicher (EEPROM), Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROMs, DVDs oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen sowie alle anderen flüchtigen oder nichtflüchtigen, entfernbaren oder nicht entfernbaren Medien gehören, die in beliebiger Technologie umgesetzt sind. Computerspeichermedien schließen Signale als solche und vorübergehende Formen der Signalübertragung aus.Computer storage media is any media that can be used to store computer-readable information. Computer storage media may include, without limitation, RAM, ROM, electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), flash memory or other storage technology, CD-ROM, DVD or other optical disk storage, magnetic cartridge, magnetic tape, magnetic disk storage or other magnetic storage device, or any others volatile or non-volatile, removable or non-removable media implemented in any technology. Computer storage media exclude signals per se and transient forms of signal transmission.

Kommunikationsmedien sind alle Medien, die für die Übertragung von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Kommunikationsmedien können, ohne darauf beschränkt zu sein, Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Luft oder jedes andere Medium gehören, das für die Übertragung von elektrischen, optischen, Hochfrequenz- (HF), Infrarot-, akustischen oder anderen Arten von Signalen geeignet ist.Communication media is any media that can be used for the transmission of computer-readable information. Communication media may include, but is not limited to, coaxial cable, fiber optic cable, air, or any other medium suitable for the transmission of electrical, optical, radio frequency (RF), infrared, acoustic, or other types of signals.

Außerdem wird in dieser schriftlichen Darlegung auf besondere Merkmale Bezug genommen. Es sollte klar sein, dass die Offenbarung in dieser Spezifikation alle möglichen Kombinationen dieser besonderen Merkmale umfasst. Wenn zum Beispiel ein besonderes Merkmal im Zusammenhang mit einem bestimmten Aspekt offenbart wird, kann dieses Merkmal, soweit möglich, auch im Zusammenhang mit anderen Aspekten verwendet werden.In addition, special features are referred to in this written statement. It should be clear that the disclosure in this specification encompasses all possible combinations of these special features. For example, if a specific feature is disclosed in relation to a particular aspect, that feature may also be used in relation to other aspects where possible.

Auch wenn in dieser Anmeldung auf ein Verfahren mit zwei oder mehr definierten Schritten oder Vorgängen Bezug genommen wird, können die definierten Schritte oder Vorgänge in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden, es sei denn, der Kontext schließt diese Möglichkeiten aus.Although this application refers to a method having two or more defined steps or acts, the defined steps or acts may be performed in any order or simultaneously unless the context precludes those possibilities.

BEISPIELEEXAMPLES

Im Folgenden werden veranschaulichende Beispiele für die offenbarten Technologien aufgeführt. Eine Ausführungsform der Technologien kann eines oder mehrere und jede Kombination der unten beschriebenen Beispiele umfassen.The following are illustrative examples of the disclosed technologies. An embodiment of the technologies may include one or more and any combination of the examples described below.

Beispiel 1 ist ein Prüf- und Messinstrument, das Folgendes umfasst: eine Benutzeroberfläche; einen oder mehrere Tastköpfe zum Anschluss an eine zu prüfende Vorrichtung (DUT); und einen oder mehrere Prozessoren, die so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem zu veranlassen: Empfangen von einer oder mehreren Benutzereingaben über die Benutzeroberfläche, wobei mindestens eine der Benutzereingaben dazu dient, mindestens eine Analyse zu bestimmen, die an der DUT durchgeführt werden soll; Empfangen von Wellenformdaten von der DUT, wenn die DUT durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung aktiviert wird, und Anlegen eines ersten oder zweiten Impulses oder mehrerer Impulse von einem Quelleninstrument; Durchführen der mindestens einen Analyse an den Wellenformdaten; und Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche.Example 1 is a test and measurement instrument, comprising: a user interface; one or more probes for connection to a device under test (DUT); and one or more processors configured to execute code to cause the one or more processors to: receive one or more user inputs via the user interface, wherein at least one of the user inputs is to perform at least one analysis determine what is to be performed on the DUT; receiving waveform data from the DUT when the DUT is activated by applying power from a power supply and applying a first or second pulse or multiple pulses from a source instrument; performing the at least one analysis on the waveform data; and displaying the waveform data and analysis on the user interface.

Beispiel 2 ist das Prüf- und Messinstrument aus Beispiel 1, das ferner einen Kommunikationskanal zwischen dem Prüf- und Messinstrument und dem Quelleninstrument aufweist, und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, das Prüf- und Messinstrument mit dem Quelleninstrument zu synchronisieren.Example 2 is the test and measurement instrument of Example 1, further comprising a communication channel between the test and measurement instrument and the source instrument, and wherein the one or more processors are further configured to execute code that executes the one or causing the multiple processors to synchronize the test and measurement instrument with the source instrument.

Beispiel 3 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 oder 2, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, die eine oder die mehreren Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, die eine oder die mehreren Benutzereingaben zu empfangen, um eine Schaltparameteranalyse, eine Schaltzeitanalyse, eine Dioden-Sperrerholungsanalyse oder eine Kapazitätsanalyse zu bestimmen.Example 3 is the test and measurement instrument of either of Examples 1 or 2, wherein the code that causes the one or more processors to receive the one or more user inputs comprises code that causes the one or more processors caused to receive the one or more user inputs to determine a switching parameter analysis, a switching time analysis, a diode reverse recovery analysis, or a capacitance analysis.

Beispiel 4 ist das Prüf- und Messinstrument aus Beispiel 3, wobei die Benutzereingabe eine Schaltparameteranalyse bestimmt und der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Satz von von einem Benutzer auswählbaren Schaltparametern für die Analyse anzeigen, wobei die vom Benutzer auswählbaren Schaltparameter einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: Eon, Eoff, TonLoss, ToffLoss, Vce(peak), Ic(peak), Vce(high), Ic(high), und Schaltübersichtsmessung mit Statistik.Example 4 is the test and measurement instrument of Example 3, wherein the user input determines a switching parameter analysis, and the one or more processors are further configured to display a set of user-selectable switching parameters for the analysis, the user-selectable Switching parameters include one or more of the following parameters: E on , E off , T onLoss , T offLoss , V ce(peak) , I c(peak) , V ce(high) , I c(high) , and switch summary measurement with statistics.

Beispiel 5 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 4, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine oder mehrere Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine Benutzereingabe zu empfangen, um eine automatische Auswahl anzugeben, und der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie automatisch einen Impulsbereich für den zweiten Impuls oder eine Bezeichnung für den Benutzer zur Auswahl eines Impulsbereichs für den zweiten Impuls einstellen.Example 5 is the test and measurement instrument of any of Examples 1-4, wherein the code that causes the one or more processors to receive one or more user inputs includes code that causes the one or more processors to do so to receive user input to indicate an automatic selection, and the one or more processors are further configured to automatically set a pulse range for the second pulse or a designation for the user to select a pulse range for the second pulse.

Beispiel 6 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 5, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, die Wellenformdaten und die Analyse auf der Benutzeroberfläche anzuzeigen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, automatisch einen Bereich von Interesse in den Wellenformdaten zu vermerken und Analysedaten anzuzeigen.Example 6 is the test and measurement instrument of any of Examples 1 through 5, wherein the code that causes the one or more processors to display the waveform data and analysis on the user interface includes code that causes the one or more Causes processors to automatically mark an area of interest in the waveform data and display analysis data.

Beispiel 7 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 6, wobei der Code, der den einen oder mehrere Prozessoren dazu veranlasst, die mindestens eine Analyse durchzuführen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine Energieverlustanalyse durchzuführen und einen Benutzer über einen Fehlschlag zu benachrichtigen, wobei der Fehlschlag in einem fehlenden zweiten Impuls besteht.Example 7 is the test and measurement instrument of any of Examples 1-6, wherein the code that causes the one or more processors to perform the at least one analysis comprises code that causes the one or more processors to perform a perform energy loss analysis and notify a user of a failure, the failure being a missed second pulse.

Beispiel 8 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 7, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine Signalaufbereitung an den Wellenformdaten von der DUT anzuwenden, um Rauscheffekte abzuschwächen, und/oder ein Hystereseband einzustellen, um Rauschen in den Wellenformdaten auszugleichen.Example 8 is the test and measurement instrument of any of Examples 1-7, wherein the one or more processors are further configured to execute code that causes the one or more processors to perform signal conditioning on the waveform data of of the DUT to mitigate noise effects and/or set a hysteresis band to compensate for noise in the waveform data.

Beispiel 9 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 8, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, bestimmte Impulsbereiche in den Wellenformdaten zur Anzeige auszuwählen, und es einem Benutzer ermöglichen, als Reaktion auf Benutzereingaben auf einen bestimmten Bereich der Wellenformdaten zu zoomen und zu mehreren Bereichen zu navigieren, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren auch Analysedaten der bestimmten Bereiche anzeigen, wenn die bestimmten Bereiche angezeigt werden.Example 9 is the test and measurement instrument of any of Examples 1-8, wherein the one or more processors are further configured to execute code that executes the one or causing the multiple processors to select specific pulse areas in the waveform data for display and allowing a user to zoom and navigate to a specific area of the waveform data in response to user input, the one or more processors also including analysis data of the specific areas when the specific areas are displayed.

Beispiel 10 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 9, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine oder mehrere Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, einen vom Benutzer ausgewählten Quellenpegel, einen vom Benutzer ausgewählten Spannungspegel und/oder einen vom Benutzer ausgewählten Strompegel zu empfangen, wobei die Pegel entweder absolute oder prozentuale Pegel sind.Example 10 is the test and measurement instrument of any of Examples 1-9, wherein the code that causes the one or more processors to receive one or more user inputs includes code that causes the one or more processors to do so to receive a user-selected source level, a user-selected voltage level, and/or a user-selected current level, the levels being either absolute or percentage levels.

Beispiel 11 ist das Prüf- und Messinstrument aus einem der Beispiele 1 bis 10, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine oder mehrere Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, Prüfparameter eines Leistungsbauteils zu empfangen, die eine maximale Spannung, eine Anzahl von Impulsen und/oder einen maximalen Strom umfassen, und der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, horizontale Einstellungen, vertikale Einstellungen und Triggereinstellungen für höchste Präzision zu bestimmen.Example 11 is the test and measurement instrument of any of Examples 1-10, wherein the code that causes the one or more processors to receive one or more user inputs includes code that causes the one or more processors to do so and receiving test parameters of a power device including a maximum voltage, a number of pulses, and/or a maximum current, and the one or more processors are further configured to execute code that causes the one or more processors to do so causes horizontal settings, vertical settings and trigger settings to be determined for maximum precision.

Beispiel 12 ist ein Verfahren zur automatischen Durchführung einer Doppelimpulsprüfung und einer Analyse an einer zu prüfenden Vorrichtung (DUT), das Folgendes umfasst: Empfangen einer Benutzereingabe über eine Benutzeroberfläche an einem Prüf- und Messinstrument, wobei die Benutzereingabe dazu dient, mindestens eine Analyse zu bestimmen, die an von der DUT empfangenen Wellenformdaten durchgeführt werden soll; Empfangen der Wellenformdaten von der DUT, wenn die DUT durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung aktiviert wird, und Anlegen eines ersten oder eines zweiten Impulses oder mehrerer Impulse von einem Quelleninstrument; Durchführen der Analyse der Wellenformdaten; und Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche.Example 12 is a method for automatically performing double-pulse testing and analysis on a device under test (DUT), comprising: receiving user input via a user interface on a test and measurement instrument, wherein the user input is used to determine at least one analysis to be performed on waveform data received from the DUT; receiving the waveform data from the DUT when the DUT is activated by applying power from a power supply and applying a first or a second pulse or multiple pulses from a source instrument; performing the analysis of the waveform data; and displaying the waveform data and analysis on the user interface.

Beispiel 13 ist das Verfahren aus Beispiel 12, das ferner ein Synchronisieren des Prüf- und Messgeräts mit dem Quelleninstrument umfasst.Example 13 is the method of Example 12, further comprising synchronizing the test and measurement device with the source instrument.

Beispiel 14 ist das Verfahren aus einem der Beispiele 12 oder 13, wobei das Empfangen einer Benutzereingabe das Empfangen einer Benutzereingabe umfasst, die die Analyse als Schaltparameteranalyse, Schaltzeitpunktanalyse, Dioden-Sperrerholungsanalyse oder Kapazitätsanalyse bestimmt.Example 14 is the method of either of Examples 12 or 13, wherein receiving user input comprises receiving user input designating the analysis as a switching parameter analysis, switching timing analysis, diode reverse recovery analysis, or capacitance analysis.

Beispiel 15 ist das Verfahren aus Beispiel 14, wobei die Benutzereingabe eine Schaltparameteranalyse bestimmt und das Verfahren ferner das Anzeigen eines Satzes von von einem Benutzer auswählbaren Schaltparametern zur Analyse umfasst.Example 15 is the method of Example 14, wherein the user input determines a shift parameter analysis, and the method further comprises displaying a set of user-selectable shift parameters for analysis.

Beispiel 16 ist das Verfahren aus einem der Beispiele 12 bis 15, wobei die Benutzereingabe entweder eine automatische Auswahl und das Verfahren ferner ein Einstellen eines Impulsbereichs für den zweiten Impuls umfasst, oder eine Auswahl seitens des Benutzers umfasst, bei der ein Impulsbereich für den zweiten Impuls ausgewählt wird.Example 16 is the method of any of Examples 12 to 15, wherein the user input includes either an automatic selection and the method further includes setting a pulse range for the second pulse, or a user selection in which a pulse range for the second pulse is selected.

Beispiel 17 ist das Verfahren aus einem der Beispiele 12 bis 16, wobei das Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche ferner das automatische Vermerken eines Bereichs von Interesse in der Wellenformdaten- und Analyseanzeige umfasst.Example 17 is the method of any of Examples 12-16, wherein displaying the waveform data and analysis on the user interface further comprises automatically annotating an area of interest in the waveform data and analysis display.

Beispiel 18 ist das Verfahren aus einem der Beispiele 12 bis 17, wobei das Durchführen der Analyse ein Bestimmen, dass die Analyse fehlgeschlagen ist, und ein Benachrichtigen des Benutzers über den Fehlschlag umfasst.Example 18 is the method of any of Examples 12-17, wherein performing the analysis includes determining that the analysis failed and notifying the user of the failure.

Beispiel 19 ist das Verfahren aus Beispiel 18, wobei die Analyse eine Energieverlustanalyse umfasst und der Fehlschlag darin besteht, dass der zweite Impuls fehlt.Example 19 is the method of Example 18, where the analysis includes an energy loss analysis and the failure is that the second pulse is missing.

Beispiel 20 ist das Verfahren aus einem der Beispiele 12 bis 19, das ferner umfasst, dem Benutzer eine Auswahl zu ermöglichen, ob die mindestens eine Analyse in einer Vorwärtsrichtung oder einer Rückwärtsrichtung durchgeführt werden soll.Example 20 is the method of any of Examples 12-19, further comprising allowing the user to select whether to perform the at least one analysis in a forward direction or a reverse direction.

Alle in der Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen, offenbarten Merkmale und alle Schritte in einem offenbarten Verfahren oder Prozess können in jeder Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen sich zumindest einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen. Jedes in der Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen, offenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.Any feature disclosed in the specification, including the claims, the abstract and the drawings, and any step in a disclosed method or process may be combined in any combination, except for combinations where at least some of those features and/or steps are mutually exclusive exclude. Each feature disclosed in the specification, including the claims, abstract and drawings, may be replaced by alternative features serving the same, equivalent or similar purpose, unless expressly stated otherwise.

Obwohl bestimmte Ausführungsformen zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt und beschrieben wurden, sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht eingeschränkt werden, außer durch die beigefügten Ansprüche.Although certain embodiments have been shown and described for purposes of illustration, it should be understood that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the disclosure. Accordingly, the invention should not be limited except as by the appended claims.

Claims (20)

Prüf- und Messinstrument, aufweisend: eine Benutzeroberfläche; einen oder mehrere Tastköpfe zum Anschluss an eine zu prüfende Vorrichtung (DUT); und einen oder mehrere Prozessoren, die so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem zu veranlassen: Empfangen von einer oder mehreren Benutzereingaben über die Benutzeroberfläche, wobei mindestens eine der Benutzereingaben dazu dient, mindestens eine Analyse zu bestimmen, die an der DUT durchgeführt werden soll; Empfangen von Wellenformdaten von der DUT, wenn die DUT durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung aktiviert wird, und Anlegen eines ersten oder zweiten Impulses oder mehrerer Impulse von einem Quelleninstrument; Durchführen der mindestens einen Analyse an den Wellenformdaten; und Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche.Testing and measuring instrument, comprising: a user interface; one or more probes for connection to a device under test (DUT); and one or more processors configured to execute code to cause the one or more processors to: receiving one or more user inputs via the user interface, at least one of the user inputs to determine at least one analysis to be performed on the DUT; receiving waveform data from the DUT when the DUT is activated by applying power from a power supply and applying a first or second pulse or multiple pulses from a source instrument; performing the at least one analysis on the waveform data; and View the waveform data and analysis on the user interface. Prüf- und Messinstrument nach Anspruch 1, das ferner einen Kommunikationskanal zwischen dem Prüf- und Messinstrument und dem Quelleninstrument aufweist, und wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, das Prüf- und Messinstrument mit dem Quelleninstrument zu synchronisieren.testing and measuring instrument claim 1 , further comprising a communication channel between the test and measurement instrument and the source instrument, and wherein the one or more processors are further configured to execute code that causes the one or more processors to load the test and measurement instrument synchronize with the source instrument. Prüf- und Messinstrument nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, die eine oder die mehreren Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, die eine oder die mehreren Benutzereingaben zu empfangen, um eine Schaltparameteranalyse, eine Schaltzeitanalyse, eine Dioden-Sperrerholungsanalyse oder eine Kapazitätsanalyse zu bestimmen.testing and measuring instrument claim 1 or 2 , wherein the code that causes the one or more processors to receive the one or more user inputs comprises code that causes the one or more processors to receive the one or more user inputs to perform a shift parameter analysis , a switching time analysis, a diode reverse recovery analysis or a capacitance analysis. Prüf- und Messinstrument nach Anspruch 3, wobei die Benutzereingabe eine Schaltparameteranalyse bestimmt und der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Satz von von einem Benutzer auswählbaren Schaltparametern für die Analyse anzeigen, wobei die vom Benutzer auswählbaren Schaltparameter einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen: Eon, Eoff, TonLoss, ToffLoss, Vce(peak), Ic(peak), Vce(high), Ic(high), und Schaltübersichtsmessung mit Statistik.testing and measuring instrument claim 3 , wherein the user input determines a switching parameter analysis, and the one or more processors are further configured to display a set of user-selectable switching parameters for analysis, the user-selectable switching parameters including one or more of the following parameters: E on , E off , T onLoss , T offLoss , V ce(peak) , I c(peak) , V ce(high) , I c(high) , and circuit overview measurement with statistics. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine oder mehrere Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine Benutzereingabe zu empfangen, um eine automatische Auswahl anzugeben, und der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie automatisch einen Impulsbereich für den zweiten Impuls oder eine Bezeichnung für den Benutzer zur Auswahl eines Impulsbereichs für den zweiten Impuls einstellen.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 4 , wherein the code that causes the one or more processors to receive one or more user input comprises code that causes the one or more processors to receive user input to indicate an automatic selection, and the one or the plurality of processors are further configured to automatically set a pulse range for the second pulse or a designation for the user to select a pulse range for the second pulse. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, die Wellenformdaten und die Analyse auf der Benutzeroberfläche anzuzeigen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, automatisch einen Bereich von Interesse in den Wellenformdaten zu vermerken und Analysedaten anzuzeigen.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 5 , wherein the code that causes the one or more processors to display the waveform data and the analysis on the user interface comprises code that causes the one or more processors to automatically annotate an area of interest in the waveform data, and display analysis data. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Code, der den einen oder mehrere Prozessoren dazu veranlasst, die mindestens eine Analyse durchzuführen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine Energieverlustanalyse durchzuführen und einen Benutzer über einen Fehlschlag zu benachrichtigen, wobei der Fehlschlag in einem fehlenden zweiten Impuls besteht.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 6 , wherein the code that causes the one or more processors to perform the at least one analysis comprises code that causes the one or more processors to perform a power loss analysis and notify a user of a failure, the failure in a missing second pulse. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine Signalaufbereitung an den Wellenformdaten von der DUT anzuwenden, um Rauscheffekte abzuschwächen, und/oder ein Hystereseband einzustellen, um Rauschen in den Wellenformdaten auszugleichen.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 7 , wherein the one or more processors are further configured to execute code that causes the one or more processors to apply signal conditioning to the waveform data from the DUT to mitigate noise effects and/or to adjust a hysteresis band, to smooth out noise in the waveform data. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, bestimmte Impulsbereiche in den Wellenformdaten zur Anzeige auszuwählen, und es einem Benutzer ermöglichen, als Reaktion auf Benutzereingaben auf einen bestimmten Bereich der Wellenformdaten zu zoomen und zu mehreren Bereichen zu navigieren, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren auch Analysedaten der bestimmten Bereiche anzeigen, wenn die bestimmten Bereiche angezeigt werden.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 8th , wherein the one or more processors are further configured to execute code that causes the one or more processors to select particular pulse regions in the waveform data for display and allow a user, in response to user input to a zoom and navigate to a specific area of the waveform data and to multiple areas, wherein the one or more processors also display analysis data of the specific areas when the specific areas are displayed. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine oder mehrere Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, einen vom Benutzer ausgewählten Quellenpegel, einen vom Benutzer ausgewählten Spannungspegel und/oder einen vom Benutzer ausgewählten Strompegel zu empfangen, wobei die Pegel entweder absolute oder prozentuale Pegel sind.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 9 , wherein the code that causes the one or more processors to receive one or more user inputs comprises code that causes the one or more processors to receive a user-selected source level, a user-selected voltage level, and/or receive a user-selected power level, the levels being either absolute or percentage levels. Prüf- und Messinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Code, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, eine oder mehrere Benutzereingaben zu empfangen, einen Code umfasst, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, Prüfparameter eines Leistungsbauteils zu empfangen, die eine maximale Spannung, eine Anzahl von Impulsen und/oder einen maximalen Strom umfassen, und der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so konfiguriert sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren dazu veranlasst, horizontale Einstellungen, vertikale Einstellungen und Triggereinstellungen für höchste Präzision zu bestimmen.Testing and measuring instrument according to one of Claims 1 until 10 , wherein code that causes the one or more processors to receive one or more user inputs comprises code that causes the one or more processors to receive test parameters of a power device that include a maximum voltage, a number of pulses and/or a maximum current, and the one or more processors are further configured to execute code that causes the one or more processors to determine horizontal adjustments, vertical adjustments, and trigger adjustments for maximum precision. Verfahren zur automatischen Durchführung einer Doppelimpulsprüfung und einer Analyse an einer zu prüfenden Vorrichtung (DUT), das Folgendes umfasst: Empfangen einer Benutzereingabe über eine Benutzeroberfläche an einem Prüf- und Messinstrument, wobei die Benutzereingabe dazu dient, mindestens eine Analyse zu bestimmen, die an von der DUT empfangenen Wellenformdaten durchgeführt werden soll; Empfangen der Wellenformdaten von der DUT, wenn die DUT durch Anlegen von Strom von einer Stromversorgung aktiviert wird, und Anlegen eines ersten oder eines zweiten Impulses oder mehrerer Impulse von einem Quelleninstrument; Durchführen der Analyse der Wellenformdaten; und Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche.A method for automatically performing a double pulse test and analysis on a device under test (DUT), comprising: receiving user input via a user interface at a test and measurement instrument, the user input to designate at least one analysis to be performed on waveform data received from the DUT; receiving the waveform data from the DUT when the DUT is activated by applying power from a power supply and applying a first or a second pulse or multiple pulses from a source instrument; performing the analysis of the waveform data; and View the waveform data and analysis on the user interface. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner ein Synchronisieren des Prüf- und Messgeräts mit dem Quelleninstrument umfasst.procedure after claim 12 , further comprising synchronizing the test and measurement instrument with the source instrument. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Empfangen einer Benutzereingabe das Empfangen einer Benutzereingabe umfasst, die die Analyse als Schaltparameteranalyse, Schaltzeitpunktanalyse, Dioden-Sperrerholungsanalyse oder Kapazitätsanalyse bestimmt.procedure after claim 12 or 13 , wherein receiving a user input comprises receiving a user input designating the analysis as a switching parameter analysis, a switching timing analysis, a diode reverse recovery analysis, or a capacitance analysis. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Benutzereingabe eine Schaltparameteranalyse bestimmt und das Verfahren ferner das Anzeigen eines Satzes von von einem Benutzer auswählbaren Schaltparametern zur Analyse umfasst.procedure after Claim 14 wherein the user input determines a shift parameter analysis, and the method further comprises displaying a set of user selectable shift parameters for analysis. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Benutzereingabe entweder eine automatische Auswahl und das Verfahren ferner ein Einstellen eines Impulsbereichs für den zweiten Impuls umfasst, oder eine Auswahl seitens des Benutzers umfasst, bei der ein Impulsbereich für den zweiten Impuls ausgewählt wird.Procedure according to one of Claims 12 until 15 wherein the user input comprises either an automatic selection and the method further comprises setting a pulse range for the second pulse, or a user selection selecting a pulse range for the second pulse. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei das Anzeigen der Wellenformdaten und der Analyse auf der Benutzeroberfläche ferner das automatische Vermerken eines Bereichs von Interesse in der Wellenformdaten- und Analyseanzeige umfasst.Procedure according to one of Claims 12 until 16 wherein displaying the waveform data and analysis on the user interface further comprises automatically annotating an area of interest in the waveform data and analysis display. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei das Durchführen der Analyse ein Bestimmen, dass die Analyse fehlgeschlagen ist, und ein Benachrichtigen des Benutzers über den Fehlschlag umfasst.Procedure according to one of Claims 12 until 17 , wherein performing the analysis comprises determining that the analysis has failed and notifying the user of the failure. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Analyse eine Energieverlustanalyse umfasst und der Fehlschlag darin besteht, dass der zweite Impuls fehlt.procedure after Claim 18 , where the analysis involves an energy loss analysis and the failure is that the second pulse is missing. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, das ferner umfasst, dem Benutzer eine Auswahl zu ermöglichen, ob die mindestens eine Analyse in einer Vorwärtsrichtung oder einer Rückwärtsrichtung durchgeführt werden soll.Procedure according to one of Claims 12 until 19 , further comprising allowing the user to select whether to perform the at least one analysis in a forward direction or in a reverse direction.
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