功率半导体器件的动态测试中，双脉冲测试是一个典型的测试需求，本文将从双脉冲测试原理、过程、主要测试内容等方面为大家说清双脉冲测试。
双脉冲测试原理
功率半导体器件具有几十种参数来表征其特性，通过参数可以帮助工程师更好地完成产品的设计。功率半导体器件参数综合而言可以分为三大类：
器件最值，包括器件极限工作点相关的参数，如击穿电压、热阻抗、最大耗散功率、最大漏极电流和安全工作区等；
静态参数，包括器件的工作点的电压电流关系，如传递特性、阈值电压、输出特性、导通电阻、二极管导通特性、第三象限导通特性等；
动态特性，包括器件的开关过程、反向恢复过程、栅电荷、结电容等。
三类测试中，以动态特性测试最为复杂，而双脉冲测试主要就是针对器件动态特性进行的。如图1是典型的半桥电路，是一个典型的双脉冲测试电路，电路由被测器件QL、陪测二极管VDH、负载电感L、驱动电压源VBus，脉冲控制信号源VDRV组成。测试过程中通过脉冲控制源VDRV输出脉冲，控制QL进行开断，得到器件在指定电压、电流下的开关特性。
图1 双脉冲测试电路
双脉冲测试信号如图2所示，在t0时刻启动驱动电压源VBus，t0-t2时段为被测器件QL关断信号，t2-t3为导通时段，t3-t4为关断时段，t4-t5为导通时段。t5之后彻底关断器件，并将驱动电压源VBus下电，测试结果。为了更好地理解整个测试过程，我们进一步分解每个过程的电路变化。
图2 双脉冲信号
在t0-t2时刻，电路状态如图3所示，电路驱动电压源VBus启动，输出器件QL所需的指定电压Vset,此时由于器件QL还处于短路状态，因此VDS逐渐上升至Vset,回路之中没有电流产生。
图3 t0-t2状态电路
在t2-t3时刻，电路状态如图4所示，由于已经器件QL导通，回路有效，回路中产生电流IL和IDS，由于存在电感L，电流无法突变，因此IL和IDS会逐渐升高至器件QL所需的指定电流Iset，此时VDS为零。
图4 t2-t3状态电路
在t3-t4时刻，电路状态如图5所示，此时器件QL关断，QL回路无效，电流IDS为零，但由于电感电流无法突变，电流IL依旧存在，并通过陪测二极管VDH形成电流IF，此时VDS与Vset电压相等。
图5 t3-t4状态电路
在t4-t5时刻，电路状态如图6所示，此时器件QL再次导通，由于t3-t4时段中电感回路产生的电流IL持续有效，因此在此时间段内，IDS的值将会进一步升高，超出器件QL指定电流Iset，此时VDS再次为零。
图6 t4-t5状态电路
我们将各参数在各时间段的变化绘制在一个坐标图中，如图7所示。整个过程中器件QL经过了两次导通和关断，形成两个脉冲，因此得名双脉冲测试。在双脉冲过程中，t2时刻为导通时刻，t3时刻为关断时刻，记录这个两个时刻过程的VGS、VDS电压、IDS电流波形，就可以对器件开关特性进行分析和评估了。此外t4时刻不仅是器件再次导通时刻，还是陪测二极管VDH反向恢复过程，此时记录电压、电流波形可以分析出器件反向恢复相关特性。
图7 双脉冲测试过程时序
双脉冲测试的项目内容
