MOS管測(cè)試中探頭的選擇

 收到客戶咨詢?cè)陂_關(guān)電源測(cè)試時(shí)如何使用探頭的問題，主要集中在探頭參數(shù)的解讀、不同電壓探頭測(cè)試MOS管Vds的尖峰電壓會(huì)有不同的測(cè)試結(jié)果等等，本文就這些實(shí)測(cè)問題進(jìn)行解答。

   差分探頭700924測(cè)量MOS管Vds，雖然開關(guān)波形頻率只有幾十KHz，但尖峰部分的震蕩頻率超過10MHz，客戶查看了我們產(chǎn)品規(guī)格書中Input voltage derating 圖表。

   雖然700924規(guī)格是1400V，但隨著測(cè)試信號(hào)頻率的增加到1MHz后，大輸入電壓衰減急劇下降，接近10MHz后下降接近到100V。因此客戶就懷疑我們的差分探頭能否測(cè)量此類的開關(guān)波形。

   先探頭規(guī)格書中大輸入電壓-頻率的圖標(biāo)，表示的并不是探頭的耐壓——探頭由于容性阻抗的原因，隨著輸入信號(hào)頻率的增加，流過電容及電阻的電流增加，超過器件的額定功率，導(dǎo)致器件的故障，因此該參數(shù)并不是部件耐壓，而是器件的額定功率。

    那么700924的耐壓參數(shù)是多少呢，規(guī)格書上有一段話“2000 VACrms (between input terminal and BNC-ground), for 5minutes" ，可以理解為2000V交流有效值可以耐5分鐘。

    解讀了參數(shù)，我們回到先的問題，對(duì)于Vds的過沖部分震蕩1000V峰@1MHz，700924能否正常測(cè)量呢，個(gè)人理解測(cè)試這個(gè)峰值電壓是沒有問題的，雖然根據(jù)圖表10MHz以上，大輸入電壓會(huì)衰減到100V，但由于這個(gè)峰值電壓的震蕩時(shí)間非常短（ns或us），而且不是持續(xù)高頻電壓，應(yīng)該不會(huì)對(duì)器件造成故障，也沒有超出探頭的耐壓。

    工程師測(cè)試MOS管Vds波形的電壓過沖（如下圖）發(fā)現(xiàn)一個(gè)現(xiàn)象。當(dāng)使用無(wú)源探頭（使用隔離變壓器）與使用700924的差分探頭，電壓過沖的峰值相差幾十V，他們無(wú)法判斷哪一種探頭測(cè)試值更可靠。

    回答這個(gè)問題前，首先我們要否定測(cè)試Vds這種浮地信號(hào)使用無(wú)源探頭+隔離變壓器的方式，即使使用了隔離變壓器，隔離了直接接入市電，但示波器本體也是沒有接地，這種方式與將示波器電源3pin接插2pin本質(zhì)上沒有區(qū)別，因此這種方式無(wú)論從安全性和測(cè)試效果上都沒有保障。

    假設(shè)不考慮安全性的前提下，兩種探頭測(cè)試同一個(gè)Vds 哪一個(gè)結(jié)果可靠呢，首先來(lái)看一下差分探頭的電路簡(jiǎn)圖。

    差分探頭接地時(shí)有數(shù)MΩ～數(shù)十MΩ的電阻。未經(jīng)絕緣、低電容、高頻下依舊具有高阻抗，而無(wú)源探頭高頻下的阻抗急劇衰減，1MHz以上阻抗衰減到100歐姆以下，此時(shí)更大的電流會(huì)流過探頭引起壓降。因此高頻電路的測(cè)量理想的還是使用差分探頭。

    綜合以上的說明，無(wú)論從安全性、規(guī)范性還是高頻測(cè)量特性來(lái)講，使用高壓差分探頭測(cè)試MOS管Vds過沖更有效，也更可靠。