Wpływ wyboru parametru termoczułego na zmierzone wartości rezystancji termicznej tranzystora IGBT

• Autorzy: Górecki Krzysztof , Górecki Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.12.20

Warianty tytułu

EN

Influence of used thermo-sensitive parameter on measured values of thermal resistance of the IGBT

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przeanalizowano problem doboru parametru termoczułego na wynik pomiaru rezystancji termicznej tranzystora IGBT. Przedstawiono metody wykonywania pomiaru rezystancji termicznej tego tranzystora przy wykorzystaniu w charakterze parametru termoczułego napięcia między bramką a emiterem lub napięcia na spolaryzowanej w kierunku przewodzenia diodzie antyrównoległej. Przedyskutowano czynniki wpływające na dokładność pomiaru realizowanego przy wykorzystaniu tych metod. Przedstawiono i przedyskutowano wyniki pomiarów rozważanych parametrów uzyskanych przy wykorzystaniu omawianych metod dla różnych warunków chłodzenia badanego tranzystora. Oceniono uzyskane rozbieżności między tymi wynikami pomiarów.

EN

In this paper the problem of the selection of the thermo-sensitive parameter on the result of the measurement of thermal resistance of the IGBT is analysed. Methods of the measurements of thermal resistance of this transistor using the voltage between the gate and the emitter or voltage on forward biased antiparallel diode as the thermo-sensitive parameters are presented. Factors influencing measuring error of the considered measurement methods are discussed. Measurement results of thermal resistance obtained with the use of considered methods for different cooling conditions of the tested transistor are presented and discussed. Obtained differences between these results of measurements are evaluated.

Słowa kluczowe

PL

tranzystor IGBT; pomiary; parametr termoczuły; rezystancja termiczna

EN

IGBTs; measurements; thermo-sensitive parameters; thermal resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 12
• Strony: 106--109
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Górecki Krzysztof

• Uniwersytet Morski w Gdyni, Katedra Elektroniki Morskiej, ul. Morska 83, 81-225 Gdynia

autor

Górecki Piotr

• Uniwersytet Morski w Gdyni, Katedra Elektroniki Morskiej, ul. Morska 83, 81-225 Gdynia

Bibliografia

• [1] Rashid M.H., Power Electronic Handbook, Academic Press, Elsevier, New York, 2007
• [2] Perret R., Power electronics semiconductor devices. John Wiley & Sons, Hoboken, 2009
• [3] Kazimierczuk M.K., Pulse-width modulated DC-DC power converters. John Wiley & Sons, Chichester, 2008
• [4] Hefner A.R., Blackburn D.L., An analytical model for the steady state and transient characteristics of the power Insulated Gate Bipolar Transistor, Solid-State Electronics, 31 (1988), n. 10, 1513-1532
• [5] Górecki P., Górecki K., Influence of thermal phenomena on dc characteristics of the IGBT. International Journal of Electronics and Telecommunications, 64 (2018), n. 1, 71-76
• [6] Górecki P., Investigation of the influence of thermal phenomena on characteristics of IGBTs contained in power modules. 24th Int. Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems Mixdes 2017, Bydgoszcz (2017), 355-359
• [7] Górecki K., Górecki P., Modelling dynamic characteristics of the IGBT with thermal phenomena taken into account, Microelectronics International, 34 (2017), n. 3, 160-164
• [8] Castellazzi A., Kraus R., Seliger N., Schmitt-Landsiedel D., Reliability analysis of power MOSFET’s with the help of compact models and circuit simulation, Microelectronics Reliability, 42 (2002), 1605-1610
• [9] Castellazzi A., Gerstenmaier Y.C., Kraus R., Wachutka G.K.M., Reliability analysis and modeling of power MOSFETs in the 42- V-PowerNet, IEEE Transactions on Power Electronics, 21 (2006), n. 3, 603-612
• [10] Bagnoli P.E., Casarosa C., Ciampi M., Dallago E., Thermal resistance analysis by induced transient (TRAIT) method for power electronic devices thermal characterization, IEEE Transactions on Power Electronics, I. Fundamentals and Theory 13 (1998), n. 6, 1208-1219
• [11] Górecki K., Górecki P., Zarębski J., Measurements of parameters of the thermal model of the IGBT module, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 68 (2019), n. 12, 4864-4875
• [12] Blackburn D.L., Temperature measurements of semiconductor devices – A review”, 20th IEEE Semicon. Thermal Measururement and Menagement Symposium SEMI-THERM, San Jose, (2004), 70-80
• [13] Oettinger F. F., Blackburn D. L., Semiconductor measurement technology: Thermal resistance measurements, U. S. Department of Commerce, NIST/SP-400/86, (1990)
• [14] Zarębski J., Górecki K., A method of measuring the transient thermal impedance of monolithic bipolar switched regulators, IEEE Transactions on Components and Packaging Technologies, 30 (2007), n. 4, 627 – 631
• [15] Górecki K., Górecki P., Non-linear compact thermal model of the IGBT dedicated to SPICE, IEEE Transactions on Power Electronics, 35 (2020), n. 12, 13420-13428
• [16] Avenas Y., Dupont L., Khatir Z., Temperature measurement of power semiconductor devices by thermo-sensitive electrical parameters – a review, IEEE Transactions on Power Electronics, 27 (2012), n. 6, 3081-3092
• [17] Dupont L., Avenas Y., Preliminary evaluation of thermosensitive electrical parameters based on the forward voltage for online chip temperature measurements of IGBT devices, IEEE Transactions on Industry Applications, 51 (2015), n. 6, 4688- 4698
• [18] Dupont L., Avenas Y., Jeannin P.-O., Comparison of junction temperature evaluations in a power IGBT module using an IR camera and three thermosensitive electrical parameter,. IEEE Transactions on Industry Applications, 49 (2013), n. 4, 1599- 1608
• [19] Zeng G., Cao H., Chen W., Lutz J., Deffirence in device temperature determination using p-n junction forward voltage and gate threshold voltage, IEEE Transactions on Power Electronics, 34 (2019), n. 3, 2781-2793
• [20] IRG4PC40UD, Insulated gate bipolar transistor with ultrafast soft recovery diode, Data sheet, International Rectifier, www.irf.com/product-info/datasheets/data/irg4pc40ud.pdf
• [21] Górecki K., Górecki P., The analysis of accuracy of selected methods of measuring the thermal resistance of IGBTs. Metrology and Measurement Systems, 22 (2015), n. 3, 455-464

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).