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POWER 8 - giugno 2015
IX
CARICA DI GATE
tecnica del dispositivo. La figura 9(a) mostra un
circuito con un generatore di corrente costan-
te, la figura 9(b) mostra un circuito con un ca-
rico resistivo mentre la figura 9(c) si riferisce a
un carico induttivo. Nel caso della figura 9(b) è
difficile ricavare il punto in cui si ha il cambio
di pendenza in quanto la corrente dipende dalla
tensione.
Sebbene questi tre circuiti appaiano semplici, è
difficile progettare un ambiente di test per la ca-
rica Qg che rispetti i seguenti requisiti:
1. Un’alimentazione stabile per fornire ten-
sioni e correnti accurate nel tempo.
2. Un circuito di pilotaggio del gate che pos-
sa misurare accuratamente l’andamento
di tensione e corrente nel tempo.
Per misurare Qg è necessaria un’alimentazione
stabile di elevata potenza. Ad esempio, per for-
nire 120 kW a 600V è necessario generare una
corrente di 200A.
Progettare un alimentatore stabile con queste
prestazioni non è semplice. La caratterizzazione
di Qg richiede solo un’alimentazione impulsata
per catturare la risposta dei transistori di com-
mutazione. Quindi la corrente di scarica di un
condensatore potrebbe essere è sufficiente come
alimentazione. Tuttavia è difficile realizzare tale
sistema.
Al fine di misurare Qg accuratamente è necessa-
ria una sorgente di corrente costante per pilota-
re il gate. Qg è data dal prodotto della corrente
costante per il tempo. Quindi la curva di Qg può
essere facilmente ricavata campionando la Vgs
nel tempo. Lo slew rate del generatore di tensio-
ne che pilota il gate deve essere accuratamente
controllato, altrimenti le commutazioni avvengo-
no troppo velocemente e diventa difficile misu-
rare le caratteristiche dei transitori.
Molti produttori di dispostivi possiedono dei
sistemi di test dinamici dedicati alla misura di
Qg. Tuttavia è difficile per i progettisti di sistemi
elettronici poter accedere a tali sistemi di test, a
causa del loro costo e delle loro dimensioni. Per
rispondere a questa esigenza, Keysight Technolo-
gies ha sviluppato uno strumento da banco che
può misurare velocemente e facilmente Qg in
qualsiasi laboratorio.
Una nuova e innovativa
tecnica di misura della Qg
Keysight Technologies ha sviluppato un nuovo
metodo per ricavare le curve Qg (curva 3 in Fig.
10). Questa curva è costruita da due diverse curve
Qg. La prima (curva 1 in nero) è misurata con
uno strumento ad alta corrente e bassa tensione,
mentre la seconda (curva 2 in blu) è misurata con
uno strumento ad alta tensione e bassa corrente.
Uno strumento ad alta corrente e bassa tensione
fornisce la curva Qg durante l’accensione del di-
spositivo, mentre un altro strumento a bassa cor-
rente e alta tensione fornisce la curva Qg eviden-
ziando la dipendenza dalla Crss del dispositivo.
Questa tecnica elimina la necessità di un ali-
mentatore enorme, che sarebbe altrimenti ne-
cessario per valutare dispositivi ad alta tensione
e alta corrente.
Keysight Technologies ha sviluppato un sistema
Fig. 10 – Nuova tecnica di misura di Qg
Fig. 11 – Caratteristiche di Qg di un IGBT e MOSFET
a super giunzione