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用示波器测量MOSFET Vds 电压的测试关键点

更新时间:2023-06-07      点击次数:1077

开关管作为开关电源产品中最贵的元器件之一,也是最容易损坏的元器件。一般开关管的损坏有两种原因:一个是温度,一个是Vds电压超标。


Vds电压测量是开关电源所有测量项目中对示波器系统带宽要求最高、最容易犯错,同时也是测试不准时后果最严重的一项测试。如何做到Vds电压的精确测量,需要关注以下几点:


示波器系统带宽

OSCILLOSCOPE

一般 AC-DC 开关电源测量Vds电压推荐使用100MHz以上的示波器系统带宽,低压 DC-DC 开关电源测量Vds电压推荐使用350MHz以上的示波器系统带宽;请务必注意,示波器系统带宽包括示波器带宽,探头带宽以及连接器带宽,其中任何一个都不能低于系统带宽。

 


采样率要能满足带宽需求

OSCILLOSCOPE

示波器实际采样率要大于要求带宽的4倍,实际采样率不是标称最大采样率,在示波器时基设置变大时,示波器采样率会随着时基变大而变小,如果采样率达不到测试所需带宽的4倍以上,同样会使测试结果变小,因此进行Vds电压测试时要合适设置示波器水平时基。

 

 

下面是不同示波器时基因造成示波器采样率变化带来的测试结果差异。

 


地线要越短越好

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同纹波测试时长地线会吸收空间干扰不一样,测量Vds peak电压时,长地线对测试结果的影响主要是因为地线寄生电感会使探头带宽降低,同时也可能会造成信号振荡。

 

无源探头要校准

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无源探头补偿不当对Vds电压测试结果影响非常大,探头过补偿,会使测试结果偏大,工程师会根据错误的测试结果选择耐压更高(当然也更贵)的开关管,会造成产品成本提高;但是,相比过补偿,探头欠补偿带来的后果更为严重,因为探头欠补偿都会造成peak电压测试结果偏低,可能会使本来已经超过耐压的信号在示波器上显示出来还能符合元器件使用要求。


电压电流不要同时测

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在测量 MOSFET 安全工作区(SOA)时,需要电流探头与电压探头同时进行测试以绘制电流和电压交叉点,但是要注意,电流探头测量时需要破坏开关管原来的走线,同时在串入一根更长的线,由于寄生电感的影响,这根线会使 Vds 瞬态电压明显变高,影响测试结果。因此,在测量 Vds peak电压时一定要保证待测开关管相关布线为初始状态。


掌握这五项测试要点,您可以更精确的测量Vds peak电压,选择合适的开关管,达到成本与质量双赢。

 

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