脉冲测试一定要做探头的延时校准-电子发烧友网

双脉冲试验的主要目的是获得功率半导体的开关特性，可以说是伴随着从R&D到应用功率器件的整个生命周期。基于双脉冲试验获得的设备开关波形可以做很多事情，包括:通过分析验证开关过程的设计方案，提出改进方向，提取开关特性参数，制作设备规格，计算开关损耗和反向恢复损耗，为电源热设计提供数据支持，对比不同厂家设备开关特性等。

测量延迟的影响

在测量过程中，被测信号会经历两次延迟，不同信号经历的延迟差异会对测量结果产生一定的影响。延迟是示波器模拟前端的延迟。简单地说，不同通道之间的延迟差异在ps级别，ns级别的ns级别。、us级功率设备的开关过程可以忽略不计。另一个是探头的延迟。不同探头的直接延迟差异在ns级。此时对开关速度快的设备影响明显，尤其是近年来逐渐推广使用的SiC和GaN设备。

以SiCMOSFET开关过程测量为例，说明了测量延迟的影响。

下图中，蓝色波形为延迟校准前未获得探头的波形(校准前的波形)，红色波形为延迟校准后获得的波形(校准后的波形)。

根据理论，在开通过程中，当IDS开始上升时，会在电路寄生电感上产生压力，从而降低VDS，IDS的上升和VDS的下降应该在同一时间开始。在校准前的波形中，当IDS开始上升时，VDS保持不变，只有在5.5ns延迟后才开始下降。这种情况明显不符合理论，可以推断IDS信号在这个时候提前了VDS信号。校准后，这个问题得到了解决

根据理论，在关闭过程中，VDS的峰值应接近IDS过零。在校准前波形中，VDS只有在IDS过零5.5ns后才能达到最高值。校准后，这个问题也得到了解决。

同时，我们还整理了开关特性参数，包括：开启延迟td(on)、开启时间tr、打开能量Eon、关断延迟td(off)、关闭时间tf、关闭能量Eoff。您可以看到开启延迟td(on)和关断延迟td(off)校准前后有2ns左右差异，开启时间tr和关闭时间tf校准前后几乎不变，打开能量Eon校准前395.31uJ比校准后147.53uJ大了1.67倍，关断能量Eoff校准前20.28uJ比校准后70.54uJ小了71.3%。

可以看出，延迟对设备开关特性的分析和参数计算有非常明显的影响。在测量之前，我们可以通过以下四种方法进行延迟校准。

方法一 : 同时测量示波器自带方波信号

校准不同电压探头之间的延时差别非常简单，只需要同时测量同一电压信号，然后再根据测量结果进行校准即可。

我们可以利用示波器自带的方波信号，一般在示波器侧面板或前面板。可以看到，两个探头虽然都在测量示波器自带方波，但在示波器屏幕上显示的波形出现的延时，1 通道测量通路超前 2 通道测量通路 5.6ns。那么我们就可以在示波器的通道设置菜单中设置 1 通道延时为 -5.6ns，或设置 2 通道延时为 +5.6ns 完成校准。

方法二 : 示波器自带功能校正

对于固定型号的电压或者电流探头，其延时是基本固定的，只要知道探头型号就能够直接进行延时校准。现在示波器的功能越来越强大，通过探头的接口可以识别出探头的型号，这样示波器就可以直接自动设备延时校准值。

方法三 : 延时校准夹具

仿照方法一中同时测量同一信号来校准不同电压探头延时差别的思路，测量同时变化的电压和电流信号，就能够校准电压探头和电流探头之间的延时差别。很多示波器厂商基于此思路已经推出了电压、电流探头延时校准夹具，方便工程师直接使用，而不用再自己做校准源。例如泰克的相差校正脉冲发生器信号源 TEK-DPG 和功率测量偏移校正夹具 067-1686-03。