KR100227267B1 - Apparatus for high speed power device of switching - Google Patents

Apparatus for high speed power device of switching Download PDF

Info

Publication number
KR100227267B1
KR100227267B1 KR1019970003289A KR19970003289A KR100227267B1 KR 100227267 B1 KR100227267 B1 KR 100227267B1 KR 1019970003289 A KR1019970003289 A KR 1019970003289A KR 19970003289 A KR19970003289 A KR 19970003289A KR 100227267 B1 KR100227267 B1 KR 100227267B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
switching
semiconductor device
charging
power semiconductor
Prior art date
Application number
KR1019970003289A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19980067320A (en
Inventor
적지군
조성민
Original Assignee
김덕중
페어차일드코리아반도체주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김덕중, 페어차일드코리아반도체주식회사 filed Critical 김덕중
Priority to KR1019970003289A priority Critical patent/KR100227267B1/en
Publication of KR19980067320A publication Critical patent/KR19980067320A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100227267B1 publication Critical patent/KR100227267B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/27—Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements
    • G01R31/275—Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements for testing individual semiconductor components within integrated circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16504—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the components employed
    • G01R19/16523—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the components employed using diodes, e.g. Zener diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits

Abstract

본 발명은 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치를 공개한다. 본 발명의 장치는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부와; 상기 정류부로부터의 직류 전압을 승압시켜 제1고전압을 발생하고, 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부와 상기 고속 전력용 반도체 소자를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 고속 전력용 반도체 소자에 스위칭 테스트를 위한 전원 전압으로 공급하는 제1스위칭 레귤레이터와: 상기 정류부로부터의 직류 전압을 승압시켜 상기 제1고전압보다 높은 제2고전압을 발생하고, 상기 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부와 상기 고속 전력용 반도체 소자를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 고속 전력용 반도체 소자에 과전압 완충용 전압으로 공급하는 제2스위칭 레귤레이터와; 상기 고속 전력용 반도체 소자와 상기 제2스위칭 레귤레이터 사이에 연결되어 상기 고속 전력용 반도체 소자의 출력 전압을 상기 과전압 완충용 전압 미만으로 제한하는 제어 스위치를 구비한다.The present invention discloses a switching test apparatus for a high speed power semiconductor device. The apparatus of the present invention includes a rectifier for rectifying the AC voltage into a DC voltage; The DC voltage from the rectifier is boosted to generate a first high voltage, and when the charging is completed by charging the first high voltage to a predetermined level according to the first and second control signals, the rectifier and the high-speed power semiconductor device are electrically connected. A first switching regulator configured to supply the charging voltage to the high-speed power semiconductor device as a power supply voltage for a switching test; and boosting a DC voltage from the rectifying unit to generate a second high voltage higher than the first high voltage. And charges the second high voltage to a predetermined level according to the first and second control signals, and when charging is completed, the charging voltage is set to the fast voltage in a state in which the rectifying unit and the high speed power semiconductor device are electrically separated. A second switching regulator for supplying the overvoltage buffer voltage to the semiconductor device; And a control switch connected between the high speed power semiconductor device and the second switching regulator to limit an output voltage of the high speed power semiconductor device to less than the overvoltage buffer voltage.

Description

고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치Switching test device for high-speed power semiconductor devices

본 발명은 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치에 관한 것으로서, 특히 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 전력용 MOSFET의 스위칭 특성을 테스트하기 위한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching test apparatus for a high speed power semiconductor device, and more particularly to a switching test apparatus for a high speed power semiconductor device for testing switching characteristics of an insulated gate bipolar transistor (IGBT) and a power MOSFET. It is about.

상기 IGBT 및 전력용 MOSFET의 스위칭 특성은 IGBT의 컬렉터 전류 및 컬렉터-이미터 전압(전력용 MOSFET의 드레인 전류 및 드레인-소스 전압)의 지연 시간, 상승 시간, 하강 시간, 스위칭 손실 및 에너지를 포함한다.The switching characteristics of the IGBT and power MOSFET include the delay time, rise time, fall time, switching loss and energy of the collector current and collector-emitter voltage of the IGBT (drain current and drain-source voltage of the power MOSFET). .

상기 IGBT는 MOS 게이트 구조와 바이폴라 트랜지스터가 결합된 형태의 고속 전력용 반도체 소자로서, 100

Figure kpo00002
500[ns]내에 스위치 온 또는 오프될 수 있는 신속한 스위칭 특성과 고전류 및 고항복전압 성능을 가진다. 아울러 상기 IGBT는 고전류, 고항복전압 성능 및 신속한 스위칭 특성으로 인해 스위칭 평가가 매우 어렵게 된다.The IGBT is a high speed power semiconductor device in which a MOS gate structure and a bipolar transistor are combined.
Figure kpo00002
It has fast switching characteristics and high current and high breakdown voltage capability that can be switched on or off within 500 [ns]. In addition, the IGBT is very difficult to evaluate the switching due to the high current, high breakdown voltage performance and fast switching characteristics.

제1도는 종래 기술에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치의 회로도로서, 상기 스위칭 테스트 장치는 300

Figure kpo00003
1000[V]의 DC 전압을 공급하는 DC 전압 공급부(10)와, DUT(Device Under Test, 40)의 신속한 스위칭시 상기 DC 전압 공급부(10)가 손상되지 않도록 보호하는 제어 스위치(20)와, 상기 DC 전압 공급부(10)로 흐르는 전류와 상기 제어 스위치(20)를 통해 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지부(30)와, 유도성 부하(Ld)로 구성된다.1 is a circuit diagram of a switching test apparatus for a high speed power semiconductor device according to the related art, and the switching test apparatus is 300
Figure kpo00003
A DC voltage supply unit 10 for supplying a DC voltage of 1000 [V], a control switch 20 for protecting the DC voltage supply unit 10 from being damaged during rapid switching of a device under test (DUT), The current sensing unit 30 for sensing the current flowing through the DC voltage supply unit 10 and the current flowing through the control switch 20, and an inductive load (Ld).

상기 제어 스위치(20)는 DC 전압 공급부(10)의 출력단에 연결된 컬렉터를 가지는 IGBT(AT)와, 상기 IGBT(AT)의 이미터에 연결된 애노드와 상기 IGBT(AT)의 컬렉터에 연결된 캐소드를 가지는 다이오드(22)로 구성된다.The control switch 20 has an IGBT (AT) having a collector connected to the output terminal of the DC voltage supply unit 10, an anode connected to the emitter of the IGBT (AT), and a cathode connected to the collector of the IGBT (AT). It consists of a diode 22.

상기 전류 감지부(40)는 DC 전압 공급부(10)와 DUT(40) 사이에 연결되어 상기 DC 전압 공급부(10)로 흐르는 전류를 감지하는 제1전류 센서(CT1)와, 제어 스위치(20)에 구비된 IGBT(AT)의 이미터 및 다이오드(22)의 애노드 공통 노드와 상기 DUT(40) 사이에 연결되어 상기 제어 스위치(20)를 통해 흐르는 전류를 감지하는 제2전류 센서(CT2)로 구성된다.The current sensing unit 40 is connected between the DC voltage supply unit 10 and the DUT 40 to detect the current flowing to the DC voltage supply unit 10 and the first current sensor CT1 and the control switch 20. A second current sensor CT2 connected between the emitter of the IGBT (AT) and the anode common node of the diode 22 and the DUT 40 to sense current flowing through the control switch 20. It is composed.

상기 DUT(40)는 제2전류 센서(CT2)에 연결된 컬렉터를 가지는 제1IGBT(F1)와, 상기 제1IGBT(F1)의 이미터에 연결된 컬렉터와 제1전류 센스(CT1)에 연결된 이미터를 가지는 제2IGBT(F2)와 상기 제1IGBT(F1)의 이미터에 연결된 애노드와 상기 제1IGBT(F1)의 컬렉터에 연결된 캐소드를 가지는 제1순방향 회복 다이오드(42)와, 상기 제2IGBT(F2)의 이미터에 연결된 애노드와 상기 제2IGBT(F2)의 컬렉터에 연결된 캐소드를 가지는 제2 순방향 회복 다이오드(44)로 구성된다. 상기 제1 및 제2IGBT(F1, F2)는 하프 브리지 구조를 이루고 있다.The DUT 40 may include a first IGBT F1 having a collector connected to a second current sensor CT2, a collector connected to an emitter of the first IGBT F1, and an emitter connected to a first current sense CT1. And a first forward recovery diode 42 having an anode connected to the emitter of the first and second IGBTs F1 and a cathode connected to the collector of the first IGBT F1 and the second IGBT F2. And a second forward recovery diode 44 having an anode connected to the emitter and a cathode connected to the collector of the second IGBT F2. The first and second IGBTs F1 and F2 form a half bridge structure.

상기 유도성 부하(Ld)는 제어 스위치(20)와 제2전류 센서(CT2) 사이에 연결된 일단과 제1IGBT(F1)의 이미터 및 제2IGBT(F2)의 컬렉터 사이에 연결된 타단을 가진다.The inductive load Ld has one end connected between the control switch 20 and the second current sensor CT2 and the other end connected between the emitter of the first IGBT F1 and the collector of the second IGBT F2.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치의 착용을 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다.The wearing of the switching test apparatus of the conventional high speed power semiconductor device constructed as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

제2도는 제1도에 도시된 회로의 동작 파형도로서, Vge(AT)는 IGBT(AT)의 게이트-이미터 전압 파형이고, VCC는 제어 스위치(20)의 출력 전압 파형이고, Vge(F)는 제1 또는 제2IGBT(F1, F2)의 게이트-이미터 전압 파형이고, IC는 제1 또는 제2 IGBT(F 1, F2)의 컬렉터 전류 파형이다.FIG. 2 is an operational waveform diagram of the circuit shown in FIG. 1, where V ge (AT) is a gate-emitter voltage waveform of IGBT (AT), V CC is an output voltage waveform of control switch 20, and V ge (F) is the gate-emitter voltage waveform of the first or second IGBTs (F1, F2), and I C is the collector current waveform of the first or second IGBTs (F 1, F2).

먼저, t1시간에 제어 스위치(20)의 IGBT(AT)가 턴온되면 DUT(40)에 전원 전압(VCC)이 공급되고, 유도성 부하(Ld)는 전류를 축적한다. 이어서, 수

Figure kpo00004
의 시간이 경과한 t2시간에 일례로 DUT(40)의 제1IGBT(F1)의 게이트-이미터에 "하이"레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))이 인가되면 제1IGBT(F1)의 컬렉터 전류(Ic)가 점차 증가된다.First, when the IGBT (AT) of the control switch 20 is turned on at time t 1 , the power supply voltage V CC is supplied to the DUT 40, and the inductive load Ld accumulates current. Followed by
Figure kpo00004
When the gate driving voltage V ge (F) of the "high" level is applied to the gate-emitter of the first IGBT (F1) of the DUT 40, for example, at time t 2 , the first IGBT (F1) is applied. The collector current I c of increases gradually.

그 후, 상기 제1IGBT(F1)의 컬렉터 전류(Ic)가 계속 증가하여 예상 전류치에 도달하는 t3시간에 제어 회로(도면상 도시되지 않음)가 제1IGBT(F1)에 인가되던 "하이"레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))을 "로우" 레벨로 디스에이블시키면 제1IGBT(F1)는 턴오프되고, 유도성 부하(Ld)에 축적된 부하 전류는 대향되는 제1순방향 회복 다이오드(42)로 전달된다. 이 때, 상기 제1IGBT(F1)의 턴오프 특성이 오실로스코프에 의해 측정된다.Thereafter, the control circuit (not shown) is applied to the first IGBT F1 at a time t 3 at which the collector current I c of the first IGBT F1 continues to increase to reach an expected current value. When the gate driving voltage V ge (F) of the level is disabled to the "low" level, the first IGBT F1 is turned off, and the first forward recovery diode to which the load current accumulated in the inductive load Ld is opposed. Is passed to 42. At this time, the turn-off characteristic of the first IGBT F1 is measured by an oscilloscope.

그 후, 수

Figure kpo00005
가 경과된 t4시간에 제1 IGBT(F1)의 게이트-이미터에 다시 "하이"레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))이 인가되어 제1IGBT(F1)가 턴온되면 제1IGBT(F1)의 컬렉터 전류(Ic)는 t5시간 전까지 점차 증가한다. 이 때, 상기 제1IGBT(F1)의 턴온 특성이 오실로스코프에 의해 측정된다.After that, can
Figure kpo00005
Is applied to the gate-emitter of the first IGBT (F1) again at the time of t 4 , when the gate driving voltage V ge (F) of the "high" level is applied again and the first IGBT F1 is turned on, Collector current I c ) increases gradually until t 5 hours. At this time, the turn-on characteristic of the first IGBT F1 is measured by an oscilloscope.

그 후, t5시간에 제어 회로가 제1IGBT(F1)에 인가하던 "하이"레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))을 "로우" 레벨로 디스에이블시키면 제1IGBT(F1)가 턴오프된다.Thereafter, when the control circuit disables the gate driving voltage V ge (F) at the "high" level applied to the first IGBT F1 to the "low" level at time t 5 , the first IGBT F1 is turned off. do.

그 후, t6시간에 제어 스위치(20)의 IGBT(AT)가 턴오프되면 DUT(40)에 공급되던 전원 전압(Vcc)이 차단되어 DUT(40)의 제1IGBT(F1)에 대한 스위칭 테스트가 종료된다.Thereafter, when the IGBT (AT) of the control switch 20 is turned off at time t 6 , the power supply voltage Vcc supplied to the DUT 40 is cut off to switch the first IGBT F1 of the DUT 40. Is terminated.

한편, 상기 DUT(40)에 구비된 제1 및 제2IGBT(F1, F2)는 스위칭 온 또는 오프시 컬렉터-이미터 전압에 고전압 서프들(high voltage surfs)이 부득이 하게 발생되고, 그 전압 피크가 제1 및 제2IGBT(F1, F2)의 다이내믹 애벌런시 전압을 초과하게 되면 제1 및 제2IGBT(F1, F2)가 파괴되는데, 종래에는 상기한 고전압 서프들로부터 제1 및 제2IGBT(F1, F2)을 보호할 수가 없는 문제점이 있었다.On the other hand, the first and second IGBTs (F1, F2) provided in the DUT 40 inevitably generate high voltage surfs at the collector-emitter voltage when switching on or off, and the voltage peak is When the dynamic avalanche voltages of the first and second IGBTs F1 and F2 are exceeded, the first and second IGBTs F1 and F2 are destroyed. Conventionally, the first and second IGBTs F1, F1, and F2 may be destroyed from the high voltage surfacing. There was a problem that F2) could not be protected.

또한, 상기 제어 스위치(20)에 구비된 IGBT(AT)는 대용량이 아닐 경우 DUT(40)에 구비된 제1 또는 제2IGBT(F1, F2)가 턴오프된 상태에서 제1 또는 제2 순방향 회복 다이오드(42, 44)를 통해 흐르는 전류가 유도성 부하(Ld)에 축적되지 않고 제어 스위치(20)를 거쳐 DC 전압 공급부(10)로 흐르게 되어 DC 전압 공급부(10)를 파괴시킬 수 있기 때문에 종래에는 제어 스위치(20)에 반드시 대용량 IGBT가 사용되어야 하는 문제점이 있다.In addition, when the IGBT (AT) provided in the control switch 20 is not a large capacity, the first or second forward recovery is performed when the first or second IGBTs F1 and F2 provided in the DUT 40 are turned off. Since the current flowing through the diodes 42 and 44 does not accumulate in the inductive load Ld and flows through the control switch 20 to the DC voltage supply unit 10, the DC voltage supply unit 10 can be destroyed. There is a problem that a large capacity IGBT must be used for the control switch 20.

본 발명은 상기과 같은 문제점을 해결하기 위하여 인출된 것으로서, 테스트 중인 고속 전력용 반도체 소자의 다이내믹 스위칭에 의한 과전압을 흡수하는 구성 요소를 구비함으로써 상기 과전압으로부터 고속 전력용 반도체 소자를 보호할 수 있는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been drawn to solve the above problems, and has a high-speed power that can protect the high-speed power semiconductor device from the overvoltage by having a component that absorbs the overvoltage by the dynamic switching of the high-speed power semiconductor device under test It is an object of the present invention to provide a switching test device for semiconductor devices.

또한, 본 발명은 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트시 고속 전력용 반도체 소자를 전원 공급회로와 전기적으로 분리시키는 구성요소를 구비함으로써 대용량 IGBT 없이도 전원 공급회로를 보호할 수 있는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention provides a high-speed power semiconductor device that can protect the power supply circuit without a large capacity IGBT by having a component that electrically separates the high-speed power semiconductor device from the power supply circuit during the switching test of the high-speed power semiconductor device. Another object is to provide a switching test device.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치에 있어서, 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부와; 상기 정류부로부터의 직류 전압을 승압시켜 제1고전압을 발생하고, 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부와 상기 고속 전력용 반도체 소자를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 고속 전력용 반도체 소자에 스위칭 테스트를 위한 전원 전압으로 공급하는 제1스위칭 레귤레이터와; 상기 정류부로부터의 직류 전압을 승압시켜 상기 제1고전압보다 높은 제2고전압을 발생하고, 상기 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부와 상기 고속 전력용 반도체 소자를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 고속 전력용 반도체 소자에 과전압 완충용 전압으로 공급하는 제2스위칭 레귤레이터와; 상기 고속 전력용 반도체 소자와 상기 제2스위칭 레귤레이터 사이에 연결되어 상기 고속 전력용 반도체 소자의 출력 전압을 상기 과전압 완충용 전압 미만으로 제한하는 제어 스위치를 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a switching test apparatus for a high-speed power semiconductor device according to the present invention includes a rectifying unit for rectifying an alternating voltage into a direct-current voltage; The DC voltage from the rectifier is boosted to generate a first high voltage, and when the charging is completed by charging the first high voltage to a predetermined level according to the first and second control signals, the rectifier and the high-speed power semiconductor device are electrically connected. A first switching regulator configured to supply the charging voltage to the high speed power semiconductor device as a power supply voltage for a switching test in a separated state; The DC voltage from the rectifying unit is boosted to generate a second high voltage higher than the first high voltage. The second high voltage is charged to a predetermined level according to the first and second control signals. A second switching regulator configured to supply the charging voltage to the high speed power semiconductor device as an overvoltage buffer voltage in a state in which the high speed power semiconductor device is electrically separated; And a control switch connected between the high speed power semiconductor element and the second switching regulator to limit an output voltage of the high speed power semiconductor element to less than the overvoltage buffering voltage.

상기 고속 전력용 반도체 소자는 상기 제1스위칭 레귤레이터의 출력단에 연결된 컬렉터와 상기 제어 스위치에 연결된 이미터와 소정 구동 전압이 인가되는 게이트를 가지는 IGBT인 것이 바람직하다.The high speed power semiconductor device may be an IGBT having a collector connected to an output terminal of the first switching regulator, an emitter connected to the control switch, and a gate to which a predetermined driving voltage is applied.

또한, 상기 제1스위칭 레귤레이터는 상기 정류부로부터의 교류 전압을 승압시켜 제1고전압을 발생하는 제1전압 정류 승압부와, 상기 제1제어신호에 따라 상기 제1전압 정류 승압부로부터의 제1고전압을 전달 또는 차단하는 제1절환 스위치와, 상기 제1절환 스위치를 통해 전달되는 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하는 제1충전부와, 상기 제 1 절환 스위치와 상기 제1충전부 사이에 연결되어 상기 제2제어신호에 따라 상기 제1충전부에 충전된 전압을 선택적으로 방전시키는 제1방전부와, 상기 제1충전부에 병렬로 연결된 유도성 부하를 구비하고, 상기 제2스위칭 레귤레이터는 상기 정류부로부터의 교류 전압을 승압시켜 제2고전압을 발생하는 제2전압 정류 승압부와, 상기 제2제어신호에 따라 상기 제2전압 정류 승압부로부터의 제2고전압을 전달 또는 차단하는 제2절환 스위치와, 상기 제2절환 스위치를 통해 전달되는 제2고전압용 소정 레벨까지 충전하는 제2충전부와, 상기 제2절환 스위치와 상기 제2충전부 사이에 연결되어 상기 제2제어신호에 따라 상기 제2충전부에 충전된 전압을 선택적으로 방전시키는 제2방전부를 구비하는 것이 바람직하다.The first switching regulator may further include a first voltage rectifying booster configured to boost an AC voltage from the rectifier to generate a first high voltage, and a first high voltage from the first voltage rectified booster according to the first control signal. A first switching switch configured to transfer or cut off the first switching unit, a first charging unit charging the first high voltage transmitted through the first switching switch to a predetermined level, and connected between the first switching switch and the first charging unit; A first discharge unit for selectively discharging a voltage charged in the first charging unit according to a control signal, and an inductive load connected in parallel with the first charging unit, and the second switching regulator is configured to perform alternating current from the rectifying unit. A second voltage rectifying booster for boosting a voltage to generate a second high voltage, and transmitting or blocking a second high voltage from the second voltage rectifying booster according to the second control signal; A second switching switch, a second charging unit for charging to a predetermined level for a second high voltage transmitted through the second switching switch, and connected between the second switching switch and the second charging unit to the second control signal. Therefore, it is preferable to include a second discharge unit for selectively discharging the voltage charged in the second charging unit.

제1도는 종래 기술에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a switching test apparatus for a high speed power semiconductor device according to the prior art.

제2도는 제1도에 도시된 회로의 동작 파형도.2 is an operational waveform diagram of the circuit shown in FIG.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치의 회로도.3 is a circuit diagram of a switching test apparatus for a high-speed power semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

제4도는 제3도에 도시된 회로의 동작 파형도이다.4 is an operational waveform diagram of the circuit shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100 : 정류부 200 : 제1스위칭 레규레이터100: rectifier 200: first switching regulator

300 : 제2스위칭 레귤레이터 400 : DUT(Device Under Test)300: second switching regulator 400: DUT (Device Under Test)

500 : 제어 스위치500: control switch

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 일 실시예에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치의 회로도로서, 상기 스위칭 테스트 장치는 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부(100)와; 상기 정류부(100)로부터의 직류 전압을 승압시켜 1000V의 제1고전압을 발생하고, 제어 회로(도면상 도시되지 않음)로부터의 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부(100)와 DUT(400)를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 DUT(400)에 스위칭 테스트를 위한 전원 전압으로 공급하는 제1스위칭 레귤레이터(200)와; 상기 정류부(100)로부터의 직류 전압을 승압시켜 상기 제1고전압보다 높은 1600V의 제2고전압을 발생하고, 상기 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부(100)와 상기 DUT(400)를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 DUT(400)에 과전압 완충용 전압으로 공급하는 제2스위칭 레규레이터(300)와; 상기 DUT(400)와 상기 제2스위칭 레귤레이터(300) 사이에 연결되어 상기 DUT(400)의 전압을 상기 과전압 완충용 전압 미만으로 제한하는 제어 스위치(500)로 구성된다.3 is a circuit diagram of a switching test apparatus for a high-speed power semiconductor device according to an embodiment of the present invention, the switching test apparatus comprising: a rectifier 100 for rectifying an AC voltage into a DC voltage; The DC voltage from the rectifier 100 is boosted to generate a first high voltage of 1000 V, and the first high voltage is charged to a predetermined level according to the first and second control signals from a control circuit (not shown). A first switching regulator 200 for supplying the charging voltage to the DUT 400 as a power supply voltage for a switching test in a state in which the rectifying unit 100 and the DUT 400 are electrically separated when the charging is completed; The DC voltage from the rectifier 100 is boosted to generate a second high voltage of 1600V higher than the first high voltage, and the charging is terminated by charging the second high voltage to a predetermined level according to the first and second control signals. A second switching regulator 300 for supplying the charging voltage to the DUT 400 as an overvoltage buffering voltage in a state in which the rectifier 100 and the DUT 400 are electrically separated from each other; The control switch 500 is connected between the DUT 400 and the second switching regulator 300 to limit the voltage of the DUT 400 to less than the voltage for the overvoltage buffer.

상기 정류부(100)는 노이즈 제거 필터(110)와 풀 브리지 다이오드(120)로 구성된다.The rectifier 100 includes a noise removing filter 110 and a full bridge diode 120.

상기 제1스위칭 레귤레이터(200)는 정류부(100)로부터의 교류 전압을 승압시켜 1000V의 제1고전압을 발생하는 제1전압 정류 승압부(210)와, 제1제어신호에 따라 상기 제1전압 정류 승압부(210)로부터의 제1고전압을 전달 또는 차단하는 제1절환 스위치(220)와, 상기 제1절환 스위치(220)를 통해 전달되는 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하는 제1충전부(240)와, 상기 제1절환 스위치(220)와 상기 제1충전부(240) 사이에 연결되어 제2제어신호에 따라 상기 제1충전부(240)에 충전된 전압을 선택적으로 방전시키는 제1방전부(230)와, 상기 제1충전부(240)에 병렬로 연결된 유도성 부하(Ld)로 구성된다.The first switching regulator 200 boosts the AC voltage from the rectifying unit 100 to generate a first high voltage of 1000V, and a first voltage rectifying booster 210 and the first voltage rectifying according to a first control signal. The first switching switch 220 for transmitting or blocking the first high voltage from the boosting unit 210 and the first charging unit 240 for charging the first high voltage transmitted through the first switching switch 220 to a predetermined level. And a first discharge unit connected between the first switch 220 and the first charging unit 240 to selectively discharge a voltage charged in the first charging unit 240 according to a second control signal ( 230 and an inductive load Ld connected in parallel with the first charging unit 240.

상기 제1전압 정류 승압부(210)는 권선비가 1:3 인 제1변압기(214)와, 상기 제1변압기(214)의 1차측 권선에 직렬로 연결된 제1 n 채널 MOSFET(212)와, 상기 제1변압기(214)의 2차측 권선에 연결된 애노드와 제1절환 스위치(220)에 연결된 캐소드를 가지는 제1다이오드(216)로 구성된다.The first voltage rectifying booster 210 may include a first transformer 214 having a winding ratio of 1: 3, a first n-channel MOSFET 212 connected in series with a primary winding of the first transformer 214, and The first diode 216 has an anode connected to the secondary winding of the first transformer 214 and a cathode connected to the first switching switch 220.

상기 제1절환 스위치(220)는 제1전압 정류 승압부(210)의 제1다이오드(216)에 직렬로 연결되어 제1제어신호에 따라 선택적으로 온/오프되는 릴레이로 구성된다.The first switching switch 220 is configured as a relay connected in series with the first diode 216 of the first voltage rectifying booster 210 and selectively turned on / off according to the first control signal.

상기 제1방전부(230)는 제1저항(232)과, 상기 제1저항(232)에 직렬로 연결되어 제2제어신호에 따라 선택적으로 온/오프되는 제1 릴레이(234)로 구성된다.The first discharge unit 230 includes a first resistor 232 and a first relay 234 connected in series to the first resistor 232 and selectively turned on / off according to a second control signal. .

상기 제1충전부(240)는 제1방전부(230)의 제1저항(232)에 병렬로 연결된 제2다이오드(242)와, 상기 제2다이오드(242)와 병렬로 연결된 제1평활 커패시터(246)와, 상기 제2다이오드(242)의 캐소드와 상기 제1평활 커패시터(246)의 일단 사이에 연결된 제1인덕터(244)로 구성된다. 상기 제1평활커패시터(246)에는 유도성 부하(Ld)가 병렬로 연결되어 있다.The first charging unit 240 includes a second diode 242 connected in parallel to the first resistor 232 of the first discharge unit 230, and a first smoothing capacitor connected in parallel with the second diode 242. 246 and a first inductor 244 connected between the cathode of the second diode 242 and one end of the first smoothing capacitor 246. Inductive loads Ld are connected in parallel to the first smoothing capacitor 246.

상기 제2스위칭 레귤레이터(300)는 정류부(100)로부터의 교류 전압을 승압시켜 1600V의 제2고전압을 발생하는 제2전압 정류 승압부(310)와; 제2제어신호에 따라 상기 제2전압 정류 승압부(310)로부터의 제2고전압을 전달 또는 차단하는 제2절환 스위치(320)와; 상기 제2 절환 스위치(320)를 통해 전달되는 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하는 제2충전부(340)와; 상기 제2절환 스위치(320)와 상기 제2충전부(340) 사이에 연결되어 제2제어신호에 따라 상기 제2충전부(340)에 충전된 전압을 선택적으로 방전시키는 제2방전부(330)로 구성된다.The second switching regulator 300 includes a second voltage rectifier booster 310 for boosting an AC voltage from the rectifier 100 to generate a second high voltage of 1600V; A second switching switch 320 for transmitting or blocking a second high voltage from the second voltage rectifying booster 310 according to a second control signal; A second charging unit 340 for charging a second high voltage transmitted through the second switching switch 320 to a predetermined level; The second discharge switch 330 is connected between the second switch 320 and the second charging unit 340 to selectively discharge the voltage charged in the second charging unit 340 according to a second control signal. It is composed.

상기 제2전압 정류 승압부(310)는 권선비가 1:5인 제2변압기(314)와, 상기 제2변압기(314)의 1차측 권선에 직렬로 연결된 제2 n­ 채널 MOSFET(312)와, 상기 제2변압기(314)의 2차측 권선에 연결된 애노드와 제1절환 스위치(320)에 연결된 캐소드를 가지는 제3다이오드(316)로 구성된다.The second voltage rectifying booster 310 may include a second transformer 314 having a winding ratio of 1: 5, a second n-channel MOSFET 312 connected in series with a primary winding of the second transformer 314, and The third diode 316 has an anode connected to the secondary winding of the second transformer 314 and a cathode connected to the first switching switch 320.

상기 제2절환 스위치(320)는 제2전압 정류 승압부(310)의 제3다이오드(316)에 연결되어 제1제어신호에 따라 선택적으로 온/오프되는 릴레이로 구성된다.The second switching switch 320 is configured as a relay connected to the third diode 316 of the second voltage rectifying booster 310 and selectively turned on / off according to the first control signal.

상기 제2방전부(330)는 제2 저항(332)과, 상기 제2 저항(332)에 직렬로 연결되어 제2제어신호에 따라 선택적으로 온/오프되는 제2 릴레이(334)로 구성된다.The second discharge unit 330 includes a second resistor 332 and a second relay 334 connected in series with the second resistor 332 and selectively turned on / off according to a second control signal. .

상기 제2충전부(340)는 제2방전부(330)의 제2저항(332)에 병렬로 연결된 제4 다이오드(342)와, 상기 제4 다이오드(342)와 병렬로 연결된 제2평활 커패시터((346)와, 상기 제4다이오드(342)의 캐소드와 상기 제2평활 커패시터(346)의 일단 사이에 연결된 제2인덕터(344)로 구성된다. 상기 제2평활 커패시터(346)는 직병렬 접속관계에 있는 4700㎌/400V의 전해질 커패시터들을 구비하여 4700㎌의 커패시턴스와 1600V의 정격전압을 가진다.The second charging unit 340 may include a fourth diode 342 connected in parallel to the second resistor 332 of the second discharge unit 330, and a second smoothing capacitor connected in parallel with the fourth diode 342. 346 and a second inductor 344 connected between the cathode of the fourth diode 342 and one end of the second smoothing capacitor 346. The second smoothing capacitor 346 is connected in series and parallel. With 4700 kV / 400V electrolytic capacitors involved, it has a capacitance of 4700 kV and a rated voltage of 1600V.

상기 DUT(400)는 제1스위칭 레귤레이터(200)의 출력단에 연결된 컬렉터와 제어 스위치(500)에 연결된 이미터와 제어 회로로부터의 구동 전압이 인가되는 게이트를 가지는 IGBT(F3)와; 상기 IGBT(F3)의 이미터에 연결된 애노드와 상기 IGBT(F3)의 컬렉터에 연결된 캐소드를 가니는 제1순방향 회복 다이오드(410)와; 제1스위칭 레귤레이터(200)의 출력단에 병렬로 연결되고, 상기 IGBT의 컬렉터와 상기 제1순방향 회복 다이오드(410)의 캐소드의 공통 노드에 연결된 애노드를 가지는 제2 순방향 회복 다이오드(420)로 구성된다.The DUT 400 includes an IGBT F3 having a collector connected to an output terminal of the first switching regulator 200, an emitter connected to a control switch 500, and a gate to which a driving voltage from a control circuit is applied; A first forward recovery diode (410) having an anode connected to the emitter of the IGBT (F3) and a cathode connected to the collector of the IGBT (F3); And a second forward recovery diode 420 connected in parallel to an output terminal of the first switching regulator 200 and having an anode connected to a collector of the IGBT and a common node of a cathode of the first forward recovery diode 410. .

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 의한 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치의 작용을 제3도 및 제4도를 참조하여 상세하게 설명한다.An operation of the switching test apparatus for the high-speed power semiconductor device according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.

제4도는 제3도에 도시된 회로의 동작 파형도로서, Vcc는 제1평활 커패시터(246)의 충전 전압 파형이고, Vci제2평활 커패시터(346)의 충전 전압 파형이고, Vge(F)는 IGBT(F3)의 게이트-이미터 전압 파형이고, Ic는 IGBT(F3)의 컬렉터 전류파형이다.4 is an operating waveform diagram of the circuit shown in FIG. 3, V cc is a charging voltage waveform of the first smoothing capacitor 246, V ci is a charging voltage waveform of the second smoothing capacitor 346, and V ge ( F) is the gate of the IGBT (F3) - and the emitter voltage waveforms, I c is the collector current waveform of the IGBT (F3).

먼저 정류부(100)는 200V 교류 전압을 직류 전압으로 정류한다. 상기 정류부(100)에 의해 정류된 전압은 제1전압 정류 승압부(210)로 입력되고, 상기 제1전압 정류 승압부(210)는 5A/500V의 제1 n­채널 MOSFET(212)가 300KMHz로 스위칭되기 시작하는 t1시간에 제1변압기(214)의 1차측 권선을 횡단하여 2차측 권선으로 1000V의 제1고전압을 발생한다.First, the rectifier 100 rectifies a 200V AC voltage into a DC voltage. The voltage rectified by the rectifier 100 is input to the first voltage rectifier booster 210, and the first voltage rectifier booster 210 is a 5 kV / 500V first n-channel MOSFET 212 at 300 KMHz. At a time t 1 at which switching begins, a first high voltage of 1000 V is generated across the primary winding of the first transformer 214 to the secondary winding.

상기 제1 n­채널 MOSFET(212)가 스위칭되어 구동되기 시작하는 t1시간에 제1절환 스위치(220)의 릴레이는 제1제어신호에 따라 온되고, 상기 제1방전부(230)의 제1 릴레이(234)는 제2제어신호에 따라 오프된다. 이로써, 제1변압기(214)의 2차측 권선에서 발생되는 제1고전압은 제1다이오드(216)를 통해 정류된 다음 제1절환 스위치(220)를 거쳐 제1충전부(240)로 입력된다.At a time t 1 when the first n-channel MOSFET 212 is switched and started to be driven, the relay of the first switching switch 220 is turned on according to a first control signal and the first of the first discharge unit 230. The relay 234 is turned off according to the second control signal. As a result, the first high voltage generated in the secondary winding of the first transformer 214 is rectified through the first diode 216 and then input to the first charging unit 240 through the first switching switch 220.

상기 제1충전부(240)는 제1절환 스위치(220)를 통해 전달받은 제1고전압을 제 1 인덕터(244)를 통해 제1평활 커패시터(246)에 충전한다. 그리고, 상기 제1평활 커패시터(246)에 충전된 전압(Vcc)이 예상된 소정 레벨에 도달하는 t2시간에 제1 n­채널 MOSFET(212)의 스위칭 동작이 중단되어 제1평활 커패시터(246)의 충전이 종료된다.The first charging unit 240 charges the first smoothing capacitor 246 through the first inductor 244 with the first high voltage received through the first switching switch 220. In addition, the switching operation of the first n-channel MOSFET 212 is interrupted at a time t 2 when the voltage V cc charged in the first smoothing capacitor 246 reaches an expected predetermined level so that the first smoothing capacitor 246 is stopped. ) Is terminated.

한편, 상기 제1 n­채널 MOSFET(212)이 스위칭되어 제1평활 커패시터(246)의 충전이 시작되는 t1시간에 제2전압 전류 승압부(310)의 제2 n­채널 MOSFE T(312)도 스위칭되어 제2변압기(314)의 1차측 권선을 횡단하여 2차측 권선으로 1600V의 제2고전압을 발생한다. 또한, t1시간에 제2절환 스위치(320)의 릴레이는 제1제어신호에 따라 온되고, 제2방전부(330)의 제2 릴레이(234)는 제2제어신호에 따라 오프됨으로써 제2변압기(314)의 2차측 권선에서 발생되는 제2고전압은 제2다이오드(316)를 통해 정류된 다음 제2절환 스위치(320)를 거쳐 제2충전부(340)로 입력된다.On the other hand, the second n-channel MOSFE T 312 of the second voltage current booster 310 at time t 1 when the first n-channel MOSFET 212 is switched and charging of the first smoothing capacitor 246 starts. It is switched to generate a second high voltage of 1600V across the primary winding of the second transformer 314 to the secondary winding. In addition, at time t 1 , the relay of the second switching switch 320 is turned on according to the first control signal, and the second relay 234 of the second discharge unit 330 is turned off according to the second control signal, thereby causing the second to be turned off. The second high voltage generated in the secondary winding of the transformer 314 is rectified through the second diode 316 and then input to the second charging unit 340 through the second switching switch 320.

상기 제2충전부(340)는 제2절환 스위치(320)를 통해 전달받은 제2고전압을 제2 인덕터(344)를 통해 제2평활 커패시터(346)에 충전한다. 그리고, 상기 제2평활 커패시터(346)에 충전된 전압(Vci)이 예상된 소정 레벨에 도달하는 t3시간에 제2 n­채널 MOSFET(312)의 스위칭 동작이 중단되어 제2평활 커패시터(346)의 충전이 종료된다.The second charging unit 340 charges the second smoothing capacitor 346 with the second high voltage received through the second switching switch 320 through the second inductor 344. In addition, the switching operation of the second n-channel MOSFET 312 is interrupted at a time t 3 when the voltage V ci charged in the second smoothing capacitor 346 reaches an expected predetermined level so that the second smoothing capacitor 346 is stopped. ) Is terminated.

그 후, 상기 제1 및 제2절환 스위치(220, 320)가 제1제어신호에 따라 오프되어 전원 공급회로에 해당되는 정류부(100)와 제1 및 제2전압 정류 승압부(210, 310)가 DUT(400)와 전기적으로 분리된 상태에서 t4시간에 제어 회로가 DUT(400)에 구비된 IGBT(F3)의 게이트-이미터에 "하이" 레벨이 게이트 구동 전압(Vge(F))을 인가하면제1평활 커패시터(246), 유동성 부하(Ld) 및 테스트 중인 IGBT(F4)를 통해 전류 통로가 형성된다.Thereafter, the first and second switching switches 220 and 320 are turned off according to the first control signal, and the rectifying unit 100 and the first and second voltage rectifying boosting units 210 and 310 corresponding to the power supply circuit are turned off. Is at a high time on the gate-emitter of the IGBT (F3) provided in the DUT 400 at t 4 hours with the electrical isolation from the DUT 400, the gate drive voltage V ge (F). ) Forms a current path through the first smoothing capacitor 246, the flowable load Ld, and the IGBT F4 under test.

상기에서 정류부(100)와 제1 및 제2전압 정류 승압부(210, 310)를 DUT(400)로 전기적으로 분리시킨 상태에서 DUT(400)에 구비된 IGBT(F3)의 스위칭 테스트를 수행하면 제1도에 도시된 종래 기술의 제어 스위치(20)에 의해 수행되던 것과 마찬가지로 테스트시 제1 및 제2전압 정류 승압부(210, 310)측으로 전류가 역류되는 것을 방지하여 정류부(100)와 제1 및 제2전압 정류 승압부(210, 310)를 보호할 수 있다.In the state in which the rectifier 100 and the first and second voltage rectifying boosters 210 and 310 are electrically separated from the DUT 400, the switching test of the IGBT F3 provided in the DUT 400 is performed. Similar to that performed by the control switch 20 of the prior art shown in FIG. 1, the current is prevented from flowing back to the first and second voltage rectifying boosters 210 and 310 during the test, thereby preventing the current from flowing back. The first and second voltage rectifying boosters 210 and 310 may be protected.

그 후, 상기 유동성 부하(Ld) 내의 전류가 상승하기 시작하여 IGBT(F3)의 컬렉터 전류(Ic)가 예상 전류치에 도달되는 t5시간에 제어 회로가 IGBT(F3)에 인가되던 "하이" 레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))을 "로우" 레벨로 디스에이블시키면 IGBT(F3)는 턴오프되고, 유도성 부하(Ld)에 축적된 부하 전류는 대향되는 제1순방향 회복 다이오드(410)로 전달된다. 이 때, 상기 IGBT(F3)의 턴오프 특성이 오실로스코프에 의해 측정된다.Thereafter, the current in the flowable load Ld starts to rise to " high " at which the control circuit is applied to the IGBT F3 at time t 5 when the collector current I c of the IGBT F3 reaches the expected current value. When the level gate driving voltage V ge (F) is disabled to the "low" level, the IGBT F3 is turned off, and the load current accumulated in the inductive load Ld is opposed to the first forward recovery diode ( 410). At this time, the turn-off characteristic of the IGBT F3 is measured by an oscilloscope.

그 후, 부하 전류의 감소가 무시될 수 있는 1

Figure kpo00006
5[
Figure kpo00007
]의 시간이 경과된 t6시간에 제어 회로가 IGBT(F3)의 게이트-이미터에 다시 "하이" 레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))을 인가하면 IGBT(F3)는 턴온된다. 이 때, 상기 IGBT(F3)의 턴온 특성이 오실로스코프에 의해 측정된다. 아울러, 제1순방향 회복 다이오드(410)의 역회복 성능도 측정될 수 있다.Thereafter, the reduction of the load current can be ignored 1
Figure kpo00006
5 [
Figure kpo00007
] Has passed the gate of a t the IGBT (F3) the control circuit 6 hours time - if already applied to the back "high" gate drive voltage (V ge (F)) of the level of the emitter is IGBT (F3) is turned on. At this time, the turn-on characteristic of the IGBT F3 is measured by an oscilloscope. In addition, the reverse recovery performance of the first forward recovery diode 410 may also be measured.

상기 t6시간에 IGBT(F3)가 턴온되면 IGBT(F3)의 컬렉터 전류(Ic)는 t7시간전까지 점차 증가하고, 이후 t7시간에 제어 회로가 IGBT(F3)에 인가하던 "하이" 레벨의 게이트 구동 전압(Vge(F))을 "로우" 레벨로 디스에이블시키면 IGBT(F3)가 턴오프된다.When the IGBT (F3) is turned on at the t 6 hours, the collector current (I c ) of the IGBT (F3) gradually increases until t 7 hours, after which the control circuit applied a high to the IGBT (F3) at t 7 hours Disabling the gate drive voltage V ge (F) of the level to the “low” level turns off the IGBT (F3).

그 후, t8시간에 제1 및 제2방전부(230, 330)의 릴레이들(234, 334)이 제어 회로로부터의 제2제어신호에 따라 온되면 제1 및 제2평활 커패시터(246, 346)에 충전되어 있던 전압(Vcc, Vci)이 방전되고, IGBT(F3)에 대한 스위칭 테스트는 종료된다.Thereafter, when the relays 234 and 334 of the first and second discharge units 230 and 330 are turned on according to the second control signal from the control circuit at time t 8 , the first and second smoothing capacitors 246, The voltages V cc and V ci charged to 346 are discharged, and the switching test for the IGBT F3 ends.

한편, 상기 IGBT(F3)의 턴온 또는 턴오프시 IGBT(F3)의 컬렉터-이미터 전압이 제2평활 커팬시터(346)에 충전된 전압을 초과하게 되면 큰 서핑 전류(surfing current)가 제어 스위치(500)를 통해 제2충전부(240)측으로 흐르게 되어 제2평활 커팬시터(346)를 충전시킨다. 그로 인해 IGBT(F3)의 컬렉터-이미터 전압은 제2평활 커팬시터(346)에 충전되어 있던 전압과 동일하게 클램핑된다. 즉, 제2충전부(340)는 IGBT(F3)의 다이내믹 스위칭에 의한 과전압을 완충하는 역할을 한다. 그 결과, DUT(400)에 구비된 IGBT(F3)가 과전압에 의해 파괴되는 것이 방지된다. 또한, IGBT(F3)의 다이내믹 스위칭시 안전 작동에 임계적인 영향을 미치는 높은 다이내믹 전력 피크도 피할 수 있게 된다.On the other hand, when the collector-emitter voltage of the IGBT (F3) exceeds the voltage charged in the second smooth capacitor 346 when the IGBT (F3) is turned on or turned off, a large surfing current is controlled. It flows to the second charging part 240 side through the switch 500 to charge the second smooth capacitor 346. As a result, the collector-emitter voltage of the IGBT F3 is clamped in the same manner as the voltage charged in the second smooth capacitor 346. That is, the second charging unit 340 serves to buffer the overvoltage due to the dynamic switching of the IGBT (F3). As a result, the IGBT F3 provided in the DUT 400 is prevented from being destroyed by overvoltage. In addition, high dynamic power peaks that critically affect safe operation during dynamic switching of the IGBT F3 can be avoided.

이와 같이 본 발명은 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트시 고속 전력용 반도체 소자를 전원 공급회로와 전기적으로 분리시키는 구성요소와, 테스트 중인 고속 전력용 반도체 소자의 다이내믹 스위칭에 의한 과전압을 흡수하는 구성요소를 구비하여 스위칭 테스트시 고속 전력용 반도체 소자와 전원 공급회로의 파괴를 방지하기 때문에 동작 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a component that electrically isolates the high-speed power semiconductor device from the power supply circuit during the switching test of the high-speed power semiconductor device, and a component that absorbs the overvoltage caused by the dynamic switching of the high-speed power semiconductor device under test. In order to prevent destruction of the high-speed power semiconductor device and the power supply circuit during the switching test, there is an effect that the operation reliability is improved.

Claims (7)

고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치에 있어서, 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류부와; 상기 정류부로부터의 직류 전압을 승압시켜 제1고전압을 발생하고, 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부와 상기 고속 전력용 반도체 소자를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 고속 전력용 반도체 소자에 스위칭 테스트를 위한 전원 전압으로 공급하는 제1스위칭 레귤레이터와; 상기 정류부로부터의 직류 전압을 승압시켜 상기 제1고전압보다 높은 제2고전압을 발생하고, 상기 제1 및 제2제어신호에 따라 상기 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하여 충전이 종료되면 상기 정류부와 상기 고속 전력용 반도체 소자를 전기적으로 분리시킨 상태에서 상기 충전 전압을 상기 고속 전력용 반도체 소자에 과전압 완충용 전압으로 공급하는 제2스위칭 레귤레이터와; 상기 고속 전력용 반도체 소자와 상기 제2스위칭 레귤레이터 사이에 연결되어 상기 고속 전력용 반도체 소자의 출력 전압을 상기 과전압 완충용 전압 미만으로 제한하는 제어 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.1. A switching test apparatus for a high speed power semiconductor device, comprising: a rectifier for rectifying an alternating voltage into a direct current voltage; The DC voltage from the rectifier is boosted to generate a first high voltage, and when the charging is completed by charging the first high voltage to a predetermined level according to the first and second control signals, the rectifier and the high-speed power semiconductor device are electrically connected. A first switching regulator configured to supply the charging voltage to the high speed power semiconductor device as a power supply voltage for a switching test in a separated state; The DC voltage from the rectifying unit is boosted to generate a second high voltage higher than the first high voltage. The second high voltage is charged to a predetermined level according to the first and second control signals. A second switching regulator configured to supply the charging voltage to the high speed power semiconductor device as an overvoltage buffer voltage in a state in which the high speed power semiconductor device is electrically separated; And a control switch connected between the high speed power semiconductor device and the second switching regulator to limit an output voltage of the high speed power semiconductor device to less than the overvoltage buffering voltage. Switching test device. 제1항에 있어서, 상기 고속 전력용 반도체 소자는 상기 제1스위칭 레귤레이터의 출력단에 연결된 컬렉터와 상기 제어 스위치에 연결된 이미터와 소정 구동 전압이 인가되는 게이트를 가지는 IGBT인 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.The fast power semiconductor device of claim 1, wherein the high speed power semiconductor device is an IGBT having a collector connected to an output terminal of the first switching regulator, an emitter connected to the control switch, and a gate to which a predetermined driving voltage is applied. Switching test device for semiconductor devices. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1스위칭 레귤레이터는 상기 정류부로부터의 교류 전압을 승압시켜 제1고전압을 발생하는 제1전압 정류 승압부와, 상기 제1제어신호에 따라 상기 제1전압 정류 승압부로부터의 제1고전압을 전달 또는 차단하는 제1절환 스위치와, 상기 제1절환 스위치를 통해 전달되는 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하는 1 충전부와, 상기 제1절환 스위치와 상기 제1충전부 사이에 연결되어 상기 제2제어신호에 따라 상기 제1충전부에 충전된 전압을 선택적으로 방전시키는 제1방전부와, 상기 제1충전부에 병렬로 연결된 유도성 부하를 구비하고, 상기 제2스위칭 레귤레이터는 상기 정류부로부터의 교류 전압을 승압시켜 제2고전압을 발생하는 제2전압 정류 승압부와, 상기 제2제어신호에 따라 상기 제2전압 정류 승압부로부터의 제2고전압을 전달 또는 차단하는 제2절환 스위치와, 상기 제2절환 스위치를 통해 전달되는 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하는 제2충전부와, 상기 제2절환 스위치와 상기 제2충전부 사이에 연결되어 상기 제2제어 신호에 따라 상기 제2충전부에 충전된 전압을 선택적으로 방전시키는 제2방전부를 구비한 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.The voltage regulator of claim 1, wherein the first switching regulator comprises: a first voltage rectifying booster configured to boost an AC voltage from the rectifier to generate a first high voltage, and the first voltage according to the first control signal. A first switching switch configured to transfer or block a first high voltage from the rectifying booster, a first charging unit configured to charge a first high voltage transmitted through the first switching switch to a predetermined level, the first switching switch and the first switch; A first discharge unit connected between a charging unit and selectively discharging a voltage charged in the first charging unit according to the second control signal, an inductive load connected in parallel to the first charging unit, and the second switching unit The regulator includes a second voltage rectifier booster for boosting an AC voltage from the rectifier to generate a second high voltage, and a second classic voltage from the second voltage rectifier booster according to the second control signal. A second switching switch configured to transfer or cut off the second switching unit, a second charging unit charging the second high voltage transmitted through the second switching switch to a predetermined level, and connected between the second switching switch and the second charging unit; And a second discharge unit for selectively discharging the voltage charged in the second charging unit in accordance with the control signal. 제3항에 있어서, 상기 제1전압 정류 승압부는 상기 제1충전부의 충전이 종료되면 상기 제1고전압의 발생을 중단하고, 상기 제2전압 정류 승압부는 상기 제2충전부의 충전이 종료되면 상기 제2고전압의 발생을 중단하는 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.4. The method of claim 3, wherein the first voltage rectifier booster stops generation of the first high voltage when the charging of the first charger is terminated, and the second voltage rectifier booster is the second voltage when the charging of the second charger is terminated. 2. A switching test apparatus for a semiconductor device for high speed power, characterized by stopping generation of a high voltage. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1고전압은 1000V 이고, 상기 제2고전압은 1600V 인 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.The switching test apparatus of claim 3 or 4, wherein the first high voltage is 1000V and the second high voltage is 1600V. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1전압 정류 승압부는 권선비가 1:3 인 제1변압기와, 상기 제1변압기의 1차측 권선에 직렬로 연결된 제1트랜지스터와, 상기 제1변압기의 2차측 권선에 연결된 애노드와 상기 제1절환 스위치에 연결된 캐소드를 가지는 제1다이오드를 구비하고, 상기 제2전압 정류 승압부는 권선비가 1:5인 제2변압기와, 상기 제2변압기의 1차측 권선에 연결된 제2트랜지스터와, 상기 제2변압기의 2차측 권선에 연결된 애노드와 상기 제2절환 스위치에 연결된 캐소드를 가지는 제2다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.5. The voltage transformer of claim 3, wherein the first voltage rectifying booster includes a first transformer having a winding ratio of 1: 3, a first transistor connected in series with a primary winding of the first transformer, and the first transformer. A first diode having an anode connected to the secondary winding and a cathode connected to the first switching switch, wherein the second voltage rectifying booster includes a second transformer having a winding ratio of 1: 5, and a primary winding of the second transformer; And a second diode having a second transistor connected to the second transistor, an anode connected to the secondary winding of the second transformer, and a cathode connected to the second switching switch. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1충전부는 상기 제1고전압을 소정 레벨까지 충전하는 제1평활 커패시터를 구비하고, 상기 제2충전부는 상기 제2고전압을 소정 레벨까지 충전하는 제2평활 커패시터를 구비한 것을 특징으로 하는 고속 전력용 반도체 소자의 스위칭 테스트 장치.The battery pack according to claim 3 or 4, wherein the first charging unit includes a first smoothing capacitor charging the first high voltage to a predetermined level, and the second charging unit is configured to charge the second high voltage to a predetermined level. Switching test device for a high-speed power semiconductor device, characterized in that it comprises a smoothing capacitor.
KR1019970003289A 1997-02-03 1997-02-03 Apparatus for high speed power device of switching KR100227267B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970003289A KR100227267B1 (en) 1997-02-03 1997-02-03 Apparatus for high speed power device of switching

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970003289A KR100227267B1 (en) 1997-02-03 1997-02-03 Apparatus for high speed power device of switching

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980067320A KR19980067320A (en) 1998-10-15
KR100227267B1 true KR100227267B1 (en) 1999-11-01

Family

ID=19496308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970003289A KR100227267B1 (en) 1997-02-03 1997-02-03 Apparatus for high speed power device of switching

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100227267B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9279861B2 (en) 2012-12-26 2016-03-08 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for testing switching of power semiconductor module
KR102155497B1 (en) 2019-09-19 2020-09-14 주식회사 에코세미텍 Testing circuit for the switching characteristics of semiconductor device
KR102166012B1 (en) 2019-09-19 2020-10-15 주식회사 에코세미텍 Double pulse generator

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100965872B1 (en) * 2007-12-12 2010-06-24 주식회사 효성 A testing circuit for a semiconductor switching element in electric power system
KR20160086073A (en) 2015-01-09 2016-07-19 삼성전기주식회사 Device of testing power semiconductor module and testing method using the same
CN113552476A (en) * 2020-04-24 2021-10-26 北京科益虹源光电技术有限公司 Magnetic pulse compression switch characteristic test system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9279861B2 (en) 2012-12-26 2016-03-08 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for testing switching of power semiconductor module
KR102155497B1 (en) 2019-09-19 2020-09-14 주식회사 에코세미텍 Testing circuit for the switching characteristics of semiconductor device
KR102166012B1 (en) 2019-09-19 2020-10-15 주식회사 에코세미텍 Double pulse generator

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980067320A (en) 1998-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3830973B2 (en) Low cost, high voltage flyback power supply
US11139808B2 (en) Semiconductor device and power conversion system
US4706177A (en) DC-AC inverter with overload driving capability
US7965484B2 (en) Device for protecting a speed controller against overcurrent
US9461640B2 (en) Switching element drive circuit, power module, and automobile
US6169391B1 (en) Device for converting high voltage alternating current to low voltage direct current
US6275399B1 (en) Method and apparatus for driving a semiconductor element with variable resistance circuitry
JP3459142B2 (en) Drive pulse output limiting circuit
US20070216469A1 (en) Semiconductor circuit
CN109643955B (en) Switching power supply device and semiconductor device
KR102482820B1 (en) Insulated switching power supply
US20030086231A1 (en) Power conversion apparatus
US6181579B1 (en) DC-DC converter
Hu et al. A gate drive with active voltage divider based auxiliary power supply for medium voltage SiC device in high voltage applications
KR100227267B1 (en) Apparatus for high speed power device of switching
CN112640279A (en) Overcurrent protection circuit and switching circuit
US5418410A (en) Leading edge blanking circuit
US11152851B2 (en) Snubber circuit and power conversion apparatus
Wang et al. A reliable short-circuit protection method with ultra-fast detection for GaN based gate injection transistors
US20240014731A1 (en) Noise suppression method and apparatus for totem pole pfc circuit, and electronic device
Grbovic Loss-free balancing circuit for series connection of electrolytic capacitors using an auxiliary switch-mode power supply
US20220263404A1 (en) Active discharge of an electric drive system
US20020000923A1 (en) Switching power supply circuit
JP2004208407A (en) Control circuit of mosfet for synchronous rectification
JP2005328653A (en) High voltage pulse generation circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110721

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120724

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee