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MOS管測試中探頭的選擇

閱讀:654      發(fā)布時間:2024-9-14
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 收到客戶咨詢在開關(guān)電源測試時如何使用探頭的問題,主要集中在探頭參數(shù)的解讀、不同電壓探頭測試MOS管Vds的尖峰電壓會有不同的測試結(jié)果等等,本文就這些實測問題進行解答。


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   差分探頭700924測量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。


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   雖然700924規(guī)格是1400V,但隨著測試信號頻率的增加到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。


高壓差分探頭


    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,對于Vds的過沖部分震蕩1000V峰@1MHz,700924能否正常測量呢,個人理解測試這個峰值電壓是沒有問題的,雖然根據(jù)圖表10MHz以上,大輸入電壓會衰減到100V,但由于這個峰值電壓的震蕩時間非常短(ns或us),而且不是持續(xù)高頻電壓,應(yīng)該不會對器件造成故障,也沒有超出探頭的耐壓。

    工程師測試MOS管Vds波形的電壓過沖(如下圖)發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象。當(dāng)使用無源探頭(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,他們無法判斷哪一種探頭測試值更可靠。

    回答這個問題前,首先我們要否定測試Vds這種浮地信號使用無源探頭+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,因此這種方式無論從安全性和測試效果上都沒有保障。


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    假設(shè)不考慮安全性的前提下,兩種探頭測試同一個Vds 哪一個結(jié)果可靠呢,首先來看一下差分探頭的電路簡圖。


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    差分探頭接地時有數(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,此時更大的電流會流過探頭引起壓降。因此高頻電路的測量理想的還是使用差分探頭。


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



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