IGBT静态参数测试系统
简介
1.概述
BR3500新型半导体分立器件测试系统是西安佰人科技有限公司研发、生产的，用于测试各类半导体元器件的专用设备。本系统是在国家科技部、国家高新技术西安产业园、西安市政府、国家外专局联合支持下, 结合国外进口先进测试系统技术研制、采用航天军用工艺生产的新型半导体全静态参数测试设备。本系统主机获得国家科技部06年度创新基金支持，被誉为”比国内同类产品技术先进十年以上”; 大电流选件获得国家科技部09年度第一批创新基金支持；技术上获得多项国家专利。本系统产品技术水平高于日本同类产品，接近美国和欧洲同类产品领先水平，产品综合技术性能可与国际同类先进产品媲美，性价比和售后技术服务明显优于进口产品。成为目前我国唯一可以替代国外进口高端同类产品的半导体测试系统。本系统经过中国信息产业部电子计量中心的校准认定，所有测量值和参数指标均达到国际同类产品允许误差范围之内。
多年来产品销往国内航天、航空、兵器、中船、电子、汽车多个领域的百余家单位，得到了广泛的应用，以产品性价比好、可测器件和参数齐全、测试精度高、速度快、保护性强、稳定性可靠性高、故障率极低、软件丰富、操作使用方便、售后服务及时周到得到用户的广泛赞誉。被用户认为“用国产中档机价格买到了进口高档机产品和国际知名厂家难以做到的技术服务”。
1.1 产品应用领域
半导体元器件生产厂：应用本公司测试系统可对半导体元器件生产线的成品进行全参数测
试、筛选、分析，以确保出厂产品的合格率；
电子电力产品生产、检修厂：应用本公司测试系统可对所应用到的半导体元器件，尤其现
代新型IGBT大功率器件的全参数进行智能化测试、筛选、分析，以确
保出厂产品的稳定性、可靠性；
航空、航天、兵器、电子信息等领域：应用本公司测试系统可对所应用到的元器件，尤其对现代新型IGBT大功率器件的全参数进行智能化测试、筛选、分析，以
确保出厂产品的稳定性、可靠性；
机车、汽车、船舶控制系统生产厂：应用本公司测试系统可对所应用到的元器件，尤其对现代新型IGBT大功率器件的全参数进行智能化测试测试、筛选、分析，
以确保出厂产品的稳定性、可靠性；
水力、电力控制系统生产厂：应用本公司测试系统可对所应用到的元器件，尤其对现代新型IGBT大功率器件的全参数进行智能化测试测试、筛选、分析，以确保出
厂产品的稳定性、可靠性。
2.系统主要技术指标
2.1功率源范围
1）功率源扩展选件根据用户需要配置;
2）主机内部配置3.3KV高压选件可以将/BR3500阳-阴极、阳-控极截止态击穿电压测试范围和测试漏电流电压设置范围从常规1KV扩展到3.3KV。
3）配置HCD大电流选件可以完成大于50A全直流参数的智能化精密测试, 所有小电流指标保证1%重复测试精度, 大电流指标保证2%以内重复测试精度。
HCD大电流选件可以将阳-阴极间通态参数测试电流范围从50A扩展到400A，将BR3500阳-阴极间通态参数测试电流范围从50A扩展到400A/500A/1000A/1250A。
4）主机内部设置HVG-80V选件可以将测试系统的控-阴极间电压范围从20V扩展到80V。
5）主机内部设置HAG-40A选件可以将测试系统的控-阴极间电流范围从10A扩展到40A。
3. 可测器件类型/电参数/技术指标
BR3500系统测试精度和分辨率是测试夹具（测试器件管脚）的实测分辨率和精度。
3.2 BR3500系统指标参数
注：(1)需要3.3KV阳极/集电极选件。
(2)需要小电流测试台选件，可以提供需要的测试延迟时间为：1ms—99s。
(3)需要80V低源栅/基极选件。
(4)需要1.2KA大电流测试台选件。
(5)充许有电缆压降。
4．测试系统连接
4.2 BR3500测试主机与通用计算机连接成测试系统,可提供下列配置指标：
阳极电压1000V/2000V/3300（根据用户需求配置）；阳极电流50A；
基栅极电压 20V/80V（根据用户需求配置）；基极电流 10A；
电流测试分辨率 100pA；电压测试分辨率 1mV；
测试速度 5ms/参数。
4.3BR3500测试主机与HCD-1250A大电流台选件构成的测试系统,可完成大于50A参数的
智能化精密测试。
4.3.2 BR3500测试主机与HCD-1250A大电流台选件连接成测试系统，可测试IGBT参数包括了ICES、BVCES、IGESF、IGESR、VGETH、VGEON、VCESAT、ICON、VF、GFS、rCE 等全直流参数, 所有小电流指标保证1%重复测试精度, 大电流指标保证2%以内重复测试精度。阳极电流可扩展到400A、500A、1000A、1250A 。
5. 测试夹具使用简介
本系统测试二极管、齐纳二极管、三极管、场效应管、可控硅等半导体分立器件，不需要适配器。只需把测试夹具插到系统前面板，把待测试的器件直接插到测试夹具上即可进行测试。
5.1 二极管夹具
BR-DS 细引线同轴二极管测试夹具
BR-DL 粗引线同轴二极管测试夹具这两种夹具采用测试同轴引线（两端器件）二极管的插座。
BR-D4/5A 用于测试DO-4、DO-5封装的管子，螺栓头接阳极A
BR-D4/5K 用于测试DO-4、DO-5封装的管子，螺栓头接阴极K
（极性与BR-D4/5A不同）
5.2 三极管夹具
BR-220A/K 用于测试TO-220封装的三极管
BR-F1/F2 用于测试TO-3、TO-66的三极管（即F1、F2封装）
BR-72A 用于测试TO- 72封装的三极管，四脚插座
BR-5/18G 用于测试TO-5、TO-8封装的三极管，金属壳封装
BR-92G 用于测试TO-92封装、基极在中央的小功率塑封三极管
5.3 其他测试夹具
可根据用户需要提供各种表面贴封形式的分立器件的测试夹具。
6．系统使用简介
6.1 准备
首先检查工作现场电源是否符合系统要求，接地是否良好。
工作台平稳牢固。
按照系统要求，连接控制PC机。
系统、PC机通电，系统通电预热十五分钟。
进行系统自检。
6.2 测试操作简介
点击系统编程软件图标，进入测试菜单。
点击程序生成器。
进入器件选择界面.单击选择被测器件,进入编程菜单。
依次按照测试要求和器件测试条件进行编程。
将程序保存在用户建立的文件夹。
发送器件标准测试程序。
将与被测样管封装形式相适应的测试夹具插到系统上。
将被测器件插到夹具插座上。
进行测试（可以选择PC机完成测试或操作系统完成测试）。
保存测试结果。
打印测试结果（如有要求）。
退出PC机测试编程软件。
关断系统及PC机电源。
完成测试。
3DG111E三极管程序界面
双向可控硅程序界面
7. 售后服务
佰人公司技术力量雄厚，售后服务周到细致。公司配有资深技术工程师专门负责售后服务。包括客户技术培训、产品售后技术支持、客户程序开发、设备维修和产品升级、为客户提供解决各种新型器件的测试方案和技术咨询等，确保设备长期处于良好工作状态。对设备故障，可以在2小时内作出答复，普通地区48小时到达用户现场当天解决问题。
“技术第一，质量第一，高效服务，客户满意”是我们的宗旨！
实验一测试系统静态特性校准 一.实验目的 1.1 掌握压力传感器的原理 1.2掌握压力测量系统的组成 1.3掌握压力传感器静态校准实验和静态校准数据处理的一般方法 二.实验设备 本实验系统由活塞式压力计，硅压阻式压力传感器，信号调理电路，5位半数字电压表，直流稳压电源和采样电阻组成。图1-1实验系统方框图如下： 实验设备型号及精度 三.实验原理 在实验中，活塞式压力计作为基准器，为压力传感器提供标准压力0~0.6%Mpa信号调理器为压力传感器提供恒电源，将压力传感器输出的电压信号放大并转换为电流信号。信号处理器输出为二线制,4~20mA信号电源在250 采样电阻上转换为1~5V电压信号，由5位半数字电压表读出。
四.实验操作 4.1操作步骤 （1）用调整螺钉和水平仪将活塞压力计调至水平。 （2）核对砝码重量及个数，注意轻拿轻放。 （3）将活塞压力计的油杯针阀打开，逆时针转动手轮向手摇泵内抽油，抽满后，将油杯针阀关闭。严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器。 （4）加载砝码至满量程，转动手轮使测量杆标记对齐，再卸压。反复1-2次，以消除压力传感器内部的迟滞。 （5）卸压后，重复（3）并在油杯关闭前记录传感器的零点输出电压，记为正行程零点。 （6）按0.05Mpa的间隔，逐级给传感器加载至满量程，每加载一次，转动手轮使测量杆上的标记对齐，在电压表上读出每次加载的电压值。 （7）加压至满量程后，用手指轻轻按一下砝码中心点，施加一小扰动，稍后记录该电压值，记为反行程的满量程值。此后逐级卸载，并在电压表读出相应的电压值。 （8）卸载完毕，将油杯针阀打开，记录反行程零点，一次循环测量结束。 （9）稍停1~2分钟，开始第二次循环，从（5）开始操作，共进行5次循环。 4.2 注意事项 保持砝码干燥，轻拿轻放，防止摔碰。 轻旋手轮和针阀，防止用力过猛。 正、反行程中，要求保证压力的单调性，如遇压力不足或压力超值，应重新进行循环。 当活塞压力计测量系统的活塞升起是，请注意杆的标记线与两侧固定支架上的标记对齐,同时，用手轻轻旋动托盘，以保持约30转/分的旋转速度，用此消除静摩擦，此后方可进行读数。 严禁未开油杯针阀时，用手轮抽油，以防破坏传感器；或在电压表输出值不变的情况下，严禁连续转动手轮数圈。 五.数据处理 1、实验数据
第4章测试系统的特性 一般测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。测试过程中传感器将反映被测对象特性的物理量（如压力、加速度、温度等）检出并转换为电信号，然后传输给中间变换装置；中间变换装置对电信号用硬件电路进行处理或经A/D变成数字量，再将结果以电信号或数字信号的方式传输给显示记录装置；最后由显示记录装置将测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。测试系统见图4-1所示。 根据测试任务复杂程度的不同，测试系统中每个环节又可由多个模块组成。例如，图4-2所示的机床轴承故障监测系统中的中间变换装置就由带通滤波器、A/D变换器和快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，简称FFT）分析软件三部分组成。测试系统中传感器为振动加速度计，它将机床轴承振动信号转换为电信号；带通滤波器用于滤除传感器测量信号中的高、低频干扰信号和对信号进行放大，A/D变换器用于对放大后的测量信号进行采样，将其转换为数字量；FFT分析软件则对转换后的数字信号进行快速傅里叶变换，计算出信号的频谱；最后由计算机显示器对频谱进行显示。 要实现测试，一个测试系统必须可靠、不失真。因此，本章将讨论测试系统及其输入、输出的关系，以及测试系统不失真的条件。 图4-1 测试系统简图 图4-2 轴承振动信号的测试系统
4.1 线性系统及其基本性质 机械测试的实质是研究被测机械的信号)(t x （激励）、测试系统的特性)(t h 和测试结果)(t y （响应）三者之间的关系，可用图4-3表示。 )(t x )(t y )(t h 图4-3 测试系统与输入和输出的关系 它有三个方面的含义： （1）如果输入)(t x 和输出)(t y 可测，则可以推断测试系统的特性)(t h ； （2）如果测试系统特性)(t h 已知，输出)(t y 可测，则可以推导出相应的输入)(t x ； （3）如果输入)(t x 和系统特性)(t h 已知，则可以推断或估计系统的输出)(t y 。 这里所说的测试系统，广义上是指从设备的某一激励输入（输入环节）到检测输出量的那个环节（输出环节）之间的整个系统，一般包括被测设备和测量装置两部分。所以只有首先确知测量装置的特性，才能从测量结果中正确评价被测设备的特性或运行状态。 理想的测试装置应具有单值的、确定的输入/输出关系，并且最好为线性关系。由于在静态测量中校正和补偿技术易于实现，这种线性关系不是必须的（但是希望的）；而在动态测量中，测试装置则应力求是线性系统，原因主要有两方面：一是目前对线性系统的数学处理和分析方法比较完善；二是动态测量中的非线性校正比较困难。但对许多实际的机械信号测试装置而言，不可能在很大的工作范围内全部保持线性，只能在一定的工作范围和误差允许范围内当作线性系统来处理。 线性系统输入)(t x 和输出)(t y 之间的关系可以用式（4-1）来描述 )()(...)()()()(...)()(0111101111t x b dt t dx b dt t x d b dt t x d b t y a dt t dy a dt t y d a dt t y d a m m m m m m n n n n n n ++++=++++------ （4-1） 当n a ，1-n a ，…，0a 和m b ，1-m b ，…，0b 均为常数时，式（4-1）描述的就是线性系统，也称为时不变线性系统，它有以下主要基本性质： （1）叠加性 若 )()(11t y t x →，)()(22t y t x →，则有
检测系统的静态特性和动态特性 检测系统的基本特性一般分为两类：静态特性和动态特性。这是因为被测参量的变化大致可分为两种情况，一种是被测参量基本不变或变化很缓慢的情况，即所谓“准静态量”。此时，可用检测系统的一系列静态参数（静态特性）来对这类“准静态量”的测量结果进行表示、分析和处理。另一种是被测参量变化很快的情况，它必然要求检测系统的响应更为迅速，此时，应用检测系统的一系列动态参数（动态特性）来对这类“动态量”测量结果进行表示、分析和处理。 研究和分析检测系统的基本特性，主要有以下三个方面的用途。 第一，通过检测系统的已知基本特性，由测量结果推知被测参量的准确值；这也是检测系统对被测参量进行通常的测量过程。 第二，对多环节构成的较复杂的检测系统进行测量结果及（综合）不确定度的分析，即根据该检测系统各组成环节的已知基本特性，按照已知输入信号的流向，逐级推断和分析各环节输出信号及其不确定度。 第三，根据测量得到的（输出）结果和已知输入信号，推断和分析出检测系统的基本特性。这主要用于该检测系统
的设计、研制和改进、优化，以及对无法获得更好性能的同类检测系统和未完全达到所需测量精度的重要检测项目进行深入分析、研究。 通常把被测参量作为检测系统的输入（亦称为激励）信号，而把检测系统的输出信号称为响应。由此，我们就可以把整个检测系统看成一个信息通道来进行分析。理想的信息通道应能不失真地传输各种激励信号。通过对检测系统在各种激励信号下的响应的分析，可以推断、评价该检测系统的基本特性与主要技术指标。 一般情况下，检测系统的静态特性与动态特性是相互关联的，检测系统的静态特性也会影响到动态条件下的测量。但为叙述方便和使问题简化，便于分析讨论，通常把静态特性与动态特性分开讨论，把造成动态误差的非线性因素作为静态特性处理，而在列运动方程时，忽略非线性因素，简化为线性微分方程。这样可使许多非常复杂的非线性工程测量问题大大简化，虽然会因此而增加一定的误差，但是绝大多数情况下此项误差与测量结果中含有的其他误差相比都是可以忽略的。
从安全工作区探讨IGBT的失效机理 1、引言 半导体功率器件失效的原因多种多样。换效后进行换效分析也是十分困难和复杂的。其中失效的主要原因之一是超出安全工作区（Safe Operating Area简称SOA）使用引起的。因此全面了解SOA，并在使用中将IGBT的最大直流电流IC和集电极—发射极电压Vce控制在SOA之内是十分重要的。SOA分为正偏安全工作区（FBSOA）、反偏安全工作区（RBSOA）、开关安全工作区（SSOA）和短路安全工作区（SCSOA）。 2、各安全工作区的物理概念 IGBT的SOA表明其承受高压大电流的能力，是可靠性的重要标志。 2.1正偏安全工作区（FBSOA） FBSO是处于Vge>阈值电压Vth的输出特性曲线的有源区之内，。图1中ABCDO所包围的区域为直流安全工作区。AB段为tc=80℃限制的最大直流电流Ic。B点对应的IC和Vce 的乘积等于最大耗散功率Pcm。BC段为等功耗线。CD段为二次击穿限制的安全工作区的边界，此段不是等功耗。随着Vce的增加功耗下降，Vce越高功耗越低。这说明高电压强电场状态更容易出现失效。 由图1可见，随着脉冲宽度减小SOA扩大。这里要说明的是手册给的FBSOA，除DCSOA 之外。一定脉冲宽度下的脉冲SOA，均是单脉冲安全工作区。而且FBSOA只考虑导通损耗，不包括开关损耗。所以FBSOA只适用功率放大器的A类、B类及短路工作没有开关损耗的工作状态。对于一定脉宽和占空比的连续工作，其安全工作区应使用瞬态热阻曲线的计算来确定。 2.2反偏安全工作区（RBSOA） RBSOA是表明在箝位电感负载时，在额定电压下关断最大箝位电感电流Ilm的能力。Ilm 一般是最大DC额定电流的两倍，而额定电压接近反向击穿电压。PT型IGBT和NPT型IGBT 的反偏安全工作区略有不同。PT型IGBT的RBSOA是梯形SOA，NPT型IGBT的RBSO是矩形SOA。。可见NPT型IGBT。在额定电压下关断箝位电感电流的能力强于PT型IGBT。因此，PT型IGBT 不适用于电感负载电路和马达驱动等电路，而且短路持续时间TSC较短，一般不给出短路安全工作区。所以，NPT型IGBT的可靠性高于PT型IGBT。 2.3开关安全工作区（SSOA） 开关字全工作区。由图2和图3可见，SSOA和RBSOA相似，都是矩形的。所不同的是RBSOA 只考虑关断时承受高电压大电感电流的能力。SSOA不仅考虑关断状态，同时也考虑开启瞬间。所以SSOA兼顾FBSOA和RBSOA两种状态的考虑。另外，纵坐标的电流，RBSOA是Iim ；而SSOA是最大脉冲电流Icm。一个是最大箝位电感电流，一个是最大脉冲电流。而且两者在手册中给出的数值又是相等的。现在有的公司只给出SSOA，不再给出FBSOA和RBSOA。在IGBT 开启时，往往是Vce没有降下来，Ic就达到负载电流Il。在有续流作用时还要达到Ic +Ir r m。Ir r m为续流二极管的最大反向恢复电流，因此导通过程也存在高压大电流状态。 2.4短路安全工作区（SCSOA） SCSOA是IGBT C—E间处于高压(额定反向电压)下，G—E间突然加上过高的栅压Vg，过高Vg和高垮导的作用出现短路状态，其短路电流ISC可高达10倍的额定电流IC。这和SSOA的开通状态比较相似，但ISC>Icm。在整个短路时间Tsc中，IGBT始终处于导通状态。在此状态下IGBT的耗能在四种安全工作区最大，出现失效的几率也最高。SCSOA。
第4章测试系统的基本特性 4．1 知识要点 4.1.1测试系统概述及其主要性质 1.什么叫线性时不变系统？ 设系统的输入为x (t )、输出为y (t )，则高阶线性测量系统可用高阶、齐次、常系数微分方程来描述： )(d )(d d )(d d )(d 01111t y a t t y a t t y a t t y a n n n n n n ++++--- )(d )(d d )(d d )(d 01111t x b t t x b t t x b t t x b m m m m m m ++++=--- （4-1） 式（4-1）中，a n 、a n -1、…、a 0和b m 、b m -1、…、b 0是常数，与测量系统的结构特性、输入状况和测试点的分布等因素有关。这种系统其内部参数不随时间变化而变化，称之为时不变（或称定常）系统。既是线性的又是时不变的系统叫做线性时不变系统。 2.线性时不变系统具有哪些主要性质？ （1）叠加性与比例性：系统对各输入之和的输出等于各单个输入的输出之和。 （2）微分性质：系统对输入微分的响应，等同于对原输入响应的微分。 （3）积分性质：当初始条件为零时，系统对输入积分的响应等同于对原输入响应的积分。 （4）频率不变性：若系统的输入为某一频率的谐波信号，则系统的稳态输出将为同一频率的谐波信号。 4.1.2测试系统的静态特性 1.什么叫标定和静态标定？采用什么方法进行静态标定？标定有何作用？标定的步骤有哪些？ 标定：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程。 静态标定：就是将原始基准器，或比被标定系统准确度高的各级标准器或已知输入源作用于测量系统，得出测量系统的激励－响应关系的实验操作。 静态标定方法：在全量程范围内均匀地取定5个或5个以上的标定点（包括零点），从零点开始，由低至高，逐次输入预定的标定值（称标定的正行程），然后再倒序由高至低依次输入预定的标定值，直至返回零点（称标定的反行程），并按要求将以上操作重复若干次，记录下相应的响应－激励关系。 标定的主要作用是：确定仪器或测量系统的输入－输出关系，赋予仪器或测量系统分度
IGBT 失效机理分析及参数变化 1 过电压失效 1．1栅极过压 IGBT 的栅极-发射极驱动电压G E U 的保证值为正负20v ，如果在它栅极和发射 极之间加上超过保证值的电压，则可能损坏IGBT ，另外，如IGBT 的栅极与发射极间开路，而在其集电极与发射极之间加上电压，则随着集电极电极电位的变化，由于栅极与集电极和发射极之间寄生电容的存在栅极电位升高，集电极-发射极有电流流过。这时如集电极和发射极间处于高压状态，可能会使IGBT 发热甚至损坏。 1． 2 集电极-发射极过电压 IGBT 集电极-发射极过电压的产生主要有两种情况：一是施加到IGBT 的集电极-发射极间的直流电压过高，另一种是集电极-发射极间的浪涌电压过高。所以实际使用过程要综合考虑。 1．3 杂散电感过电压 因为电路中杂散电感的存在，而IGBT 的开关频率较高，当IGBT 关断时与开通时，就会产生很大的电压/L d i d t ，威胁到IGBT 的安全如图1-1所示出了IGBT 的杂散电感和杂散电容。IGBT 的外部电感L 主要是指IGBT 直流侧电感，可算得L 对加在IGBT 集射电压的影响为：C E S P d d i U L U d t =+ IGBT 杂散电感和杂散电容的示意图 其中d U 为直流电压电容，di/dt 为IGBT 的电流变化率。 杂散电感L 产生的电压叠加在d U 上，IGBT 内部是集成电路芯片，耐压能力非 常有限，如L 产生的电压较大，超出IGBT 的集电极-发射极间耐压值C E S U ，产生的过电压能轻易地将IGBT 击穿。图1-2为IGBT 的过电压波形示意图。
We Reach Further W R h F th IGBT失效分析与应对 AN-17009 Rev.01 2017年8月
目录 ?失效分析简介 ?失效分析的流程与主要方法 ?IGBT常见失效表征 公司愿景：做世界功率器件市场知名的民族品牌AN-17009 Rev.01 2017年8月1
?目的：以客观合理分析为基础，预防问题发生为根本目的。为提高产品应用的可靠性发现解决问题并针对公司产品可能出现的问题做出预防失效分析简介 的可靠性，发现、解决问题并针对公司产品可能出现的问题做出预防 ?分析内容：根据用户的故障结果，确认模块级故障表征，推导应用中所有可能导致故障发生的可能性。 ?分析方法：依据用户使用的实际情况结合应用理论提出假设模型，通过测试、数据分析等一切可能的手段确认详细故障原因。 ? 注意：管控分析周期、分析成本与结果准确性间的平衡 公司愿景：做世界功率器件市场知名的民族品牌 AN-17009 Rev.01 2017年8月 2
失效分析的流程与主要方法 获得用户反馈的信息 外观检查 电性能确认 必要时进行X-ray、超声波显微镜检测 拆解封装 确认失效点、现象 必要时去除硅胶、拆除芯片 光学显微镜检测 结合失效表征与用户使用情况分 无损检测析确认根本原因 破坏性检测 公司愿景：做世界功率器件市场知名的民族品牌 AN-17009 Rev.01 2017年8月 3
? 失效分析的流程与主要方法FAE处置问题流程 1、根据用户反馈的信息，测试IGBT，核实故障情况，初步确认故障原因，提出 合理使用意见。如果可以解决就避免调用更多资源 2若无法解决第时间将情况反馈给工程品质部门人员并确认最短的反馈 2、若无法解决，第一时间将情况反馈给工程、品质部门人员并确认最短的反馈 时间，避免因不确定故障分析周期延误用户生产导致不必要的损失。 3、获得故障分析结果后，结合用户使用情况给出合理的解决方案，必要时跟进 用户的改善过程提供技术支持 用户的改善过程提供技术支持。 4、根据用户分级划分任务重要级别；基于自身或协同场内资源提高应对处置效 率，避免无效沟通及沟通脱节。 公司愿景：做世界功率器件市场知名的民族品牌AN-17009 Rev.01 2017年8月4
逆变器中的IGBT失效原因 引起IGBT失效的原因 1、过热容易损坏集电极,电流过大引起的瞬时过热及其主要原因,是因散热不良导致的持续过热均会使IGBT损坏。如果器件持续短路，大电流产生的功耗将引起温升，由于芯片的热容量小，其温度迅速上升，若芯片温度超过硅本征温度，器件将失去阻断能力，栅极控制就无法保护，从而导致IGBT失效。实际应用时，一般最高允许的工作温度为125℃左右。 2、超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏。擎住效应分静态擎住效应和动态擎住效应。IGBT为PNPN4层结构，因体内存在一个寄生晶闸管，当集电极电流增大到一定程度时，则能使寄生晶闸管导通，门极失去控制作用，形成自锁现象，这就是所谓的静态擎住效应。IGBT发生擎住效应后，集电极电流增大，产生过高功耗，导致器件失效。动态擎住效应主要是在器件高速关断时电流下降太快，dvCE/dt很大，引起较大位移电流，也能造成寄生晶闸管自锁。 3、瞬态过电流IGBT在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外，还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。这种瞬态过电流虽然持续时间较短，但如果不采取措施，将增加IGBT的负担，也可能会导致IGBT失效。 4、过电压造成集电极发射极击穿或造成栅极发射极击穿。 IGBT保护方法 当过流情况出现时，IGBT必须维持在短路安全工作区内。IGBT承受短路的时间与电源电压、栅极驱动电压以及结温有密切关系。为了防止由于短路故障造成IGBT损坏，必须有完善的检测与保护环节。一般的检测方法分为电流传感器和IGBT欠饱和式保护。 1、立即关断驱动信号 在逆变电源的负载过大或输出短路的情况下，通过逆变桥输入直流母线上的电流传感器进行检测。当检测电流值超过设定的阈值时，保护动作封锁所有桥臂的驱动信号。这种保护方法最直接，但吸收电路和箝位电路必须经特别设计，使其适用于短路情况。这种方法的缺点是会造成IGBT关断时承受应力过大，特别是在关断感性超大电流时，必须注意擎住效应。 2、先减小栅压后关断驱动信号 IGBT的短路电流和栅压有密切关系，栅压越高，短路时电流就越大。在短路或瞬态过流情况下若能在瞬间将vGS分步减少或斜坡减少，这样短路电流便会减小下来，长允许过流时间。当IGBT关断时，di/dt 也减小。限制过电流幅值。 感性负载 通俗地说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品，如电动机、压缩机、继电器等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在5-7倍）的启动电流。例如，一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱，其启动功率可高达1000瓦以上。此外，由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值，很容易引起逆变器的瞬时超载，影响逆变器的使用寿命。因此，这类电器对供电波形的要求较高。
IGBT的封装失效机理 1.1概述 IGBT是一种新型的电力电子器件，诞生于70年代后期，刚开始时因其自身的PNPN四层结构构成了一个寄生的晶闸管，容易产生闩锁现像（Latch-Up）。直到80年代通过将源区N+和P阱用金属层短路才基本消除闩锁现像，这才使得之实用化成为可能。由于它是一种复合型晶体管，既具备MOSFET的高速切换能力，又有晶闸管大电压，大电流的处理能力，在200V—6500V的电力电子领域有着非常广泛的应用，并开始占据原本由GTO统治的应用领域。我国IGBT 的应用市场很快占到了世界市场的一半，然而，我国的IGBT芯片技术还不成熟，主要依赖于进口，这成了我国电力电子的软肋，也是我国科技中的薄弱点。 在种类上，IGBT主要分为穿通型（Punch Through），非穿通型（Non Punch Through），以及场截止式（FieLd Stop）.相比于穿通和非穿通型IGBT，场截止IGBT芯片更薄，导通损耗更低，；由于功率芯片工艺条件的限制，单个IGBT 芯片面积很少超出2-3cm2，电流等级也不会超过150A。为应对大电流的需要，通常将多个IGBT芯片并联而成。同样将芯片串联而成可实现高的耐压能力。这样，IGBT模块应运而生。 1.2IGBT模块结构 IGBT模块主要由若干混联的IGBT芯片构成，个芯片之间通过铝导线实现电气连接。标准的IGBT封装中，单个IGBT还会并有续流二极管，接着在芯片上方灌以大量的硅凝胶，最后用塑料壳封装，IGBT单元堆叠结构如图1-1所示。
图1-1IGBT模块内部结构 从上之下它依次由芯片，DBC（Directed Bonding Copper）以及金属散热板（通常选用铜）三部分组成。DBC由三层材料构成，上下两层为金属层，中间层是绝缘陶瓷层。相比于陶瓷衬底，DBC的性能更胜一筹：它拥有更轻的重量，更好的导热性能，而且可靠性更好。 1.3IGBT的封装失效机理 功率器件的可靠性是指在规定条件下，器件完成规定功能的能力，通常用使用寿命表示。由于半导体器件主要是用来实现电流的切换，会产生较大的功率损耗，因此，电力电子系统的热管理已成了设计中的重中之重。在电力电子器件的工作过程中，首先要应对的就是热问题，它包括稳态温度，温度循环，温度梯度，以及封装材料在工作温度下的匹配问题。 由于IGBT采取了叠层封装技术，该技术不但提高了封装密度，同时也缩短了芯片之间导线的互联长度，从而提高了器件的运行速率。但也正因为采用了此结构，IGBT的可靠性受到了质疑。不难想象，IGBT模块封装级的失效主要发生在结合线的连接处，芯片焊接处，基片焊接处和基片等位置。 在通常的功率循环或温度循环中，芯片，焊料层，基片，底板和封装外壳都会经历不同层度的温度及温度梯度。热膨胀系数(CTE,Coefficient of Thermal Expansion)是材料的一项重要性能指标，指的是在一定温度范围内温度每升高1度，线尺寸的增加量与其在0度时的长度的比值。图1-2是IGBT堆叠结构中常用材料的热膨胀系数，由于各自材料的热膨胀系数不同，在温度变化时不同材料之间的热应变不同，相互连接层之间的接合会产生因热应力疲劳损耗。因此，器
第3章习题 测试系统的基本特性 一、选择题 1.测试装置传递函数H （s ）的分母与（ ）有关。 A.输入量x （t ） B.输入点的位置 C.装置的结构 2.非线形度是表示定度曲线（ ）的程度。 A.接近真值 B.偏离其拟合直线 C.正反行程的不重合 3.测试装置的频响函数H （j ω）是装置动态特性在（ ）中的描述。 A ．幅值域 B.时域 C.频率域 D.复数域 4.用常系数微分方程描述的系统称为（ ）系统。 A.相似 B.物理 C.力学 D.线形 5.下列微分方程中（ ）是线形系统的数学模型。 A.225d y dy dx t y x dt dt dt ++=+ B. 22d y dx y dt dt += C.22105d y dy y x dt dt -=+ 6.线形系统的叠加原理表明（ ）。 A.加于线形系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响 B.系统的输出响应频率等于输入激励的频率 C.一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应，等于原信号的响应乘以该倍 数 7.测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ ）。 A.精度 B.灵敏度 C.精密度 D.分辨率 8.一般来说，测试系统的灵敏度越高，其测量范围（ ）。 A.越宽 B. 越窄 C.不变 9.测试过程中，量值随时间而变化的量称为（ ）。 A.准静态量 B.随机变量 C.动态量 10.线形装置的灵敏度是（ ）。 A.随机变量 B.常数 C.时间的线形函数 11.若测试系统由两个环节串联而成，且环节的传递函数分别为12(),()H s H s ，则该系统总的传递函数为（ ）。若两个环节并联时，则总的传递函数为（ ）。
IGBT失效原因及保护方法 分类：硬件设计2013-12-06 23:36 153人阅读评论(0) 收藏举报 引起IGBT失效的原因 1、过热容易损坏集电极,电流过大引起的瞬时过热及其主要原因,是因散热不良导致的持续过热均会使IGBT损坏。如果器件持续短路，大电流产生的功耗将引起温升，由于芯片的热容量小，其温度迅速上升，若芯片温度超过硅本征温度，器件将失去阻断能力，栅极控制就无法保护，从而导致IGBT失效。实际应用时，一般最高允许的工作温度为125℃左右。 2、超出关断安全工作区引起擎住效应而损坏。擎住效应分静态擎住效应和动态擎住效应。IGBT为PNPN 4层结构，因体内存在一个寄生晶闸管，当集电极电流增大到一定程度时，则能使寄生晶闸管导通，门极失去控制作用，形成自锁现象，这就是所谓的静态擎住效应。IGBT发生擎住效应后，集电极电流增大，产生过高功耗，导致器件失效。动态擎住效应主要是在器件高速关断时电流下降太快，dvCE/dt很大，引起较大位移电流，也能造成寄生晶闸管自锁。 3、瞬态过电流IGBT在运行过程中所承受的大幅值过电流除短路、直通等故障外，还有续流二极管的反向恢复电流、缓冲电容器的放电电流及噪声干扰造成的尖峰电流。这种瞬态过电流虽然持续时间较短，但如果不采取措施，将增加IGBT的负担，也可能会导致IGBT 失效。 4、过电压造成集电极、发射极击穿或造成栅极、发射极击穿。 IGBT保护方法 当过流情况出现时，IGBT必须维持在短路安全工作区内。IGBT承受短路的时间与电源电压、栅极驱动电压以及结温有密切关系。为了防止由于短路故障造成IGBT损坏，必须有完善的检测与保护环节。一般的检测方法分为电流传感器和IGBT欠饱和式保护。 1、立即关断驱动信号 在逆变电源的负载过大或输出短路的情况下，通过逆变桥输入直流母线上的电流传感器进行检测。当检测电流值超过设定的阈值时，保护动作封锁所有桥臂的驱动信号。这种保护方法最直接，但吸收电路和箝位电路必须经特别设计，使其适用于短路情况。这种方法的缺点是会造成IGBT关断时承受应力过大，特别是在关断感性超大电流时，必须注意擎住效应。 2、先减小栅压后关断驱动信号 IGBT的短路电流和栅压有密切关系，栅压越高，短路时电流就越大。在短路或瞬态过
IGBT及其子器件的四种失效模式比较 时间：2011-12-11 19:31:32 来源：作者：刘鹿生 1、引言 IGBT及其派生器件，例如：IGCT，是MOS和双极集成的混合型半导体功率器件。因此，IGBT的失效模式，既有其子器件MOS和双极的特有失效模式，还有混合型特有的失效模式。MOS是静电极敏感器件，因此，IGBT也是静电极敏感型器件，其子器件还应包括静电放电（SED）防护器件。据报道，失效的半导体器件中，由静电放电及相关原因引起的失效，占很大的比例。例如：汽车行业由于失效而要求退货的器件中，其中由静电放电引起的失效就占约30%。 本文通过案例和实验，概述IGBT及其子器件的四种失效模式： （1）MOS栅击穿； （2）IGBT——MOS阈值电压漂移； （3）IGBT寿命期内有限次连续短路脉冲冲击的累积损伤； （4）静电放电保护用高压npn管的硅熔融。 2、MOS栅击穿 IGBT器件的剖面和等效电路见图1。 由图1可见，IGBT是由一个MOS和一个npnp四层结构集成的器件。而MOS是金属—氧化物—半导体场效应管的简称。其中，氧化物通常是硅衬底上氧化而生成的SIO2，有时还迭加其他的氧化物层，例如Si3N4，Al2O3。通常设计这层SiO2的厚度ts： 微电子系统：ts<1000A电力电子系统：ts≥1000A。 SiO2，介质的击穿电压是1×1019V/m。那么，MOS栅极的击穿电压是100V左右。 人体产生的静电强度U： 湿度：10-20%，U＞18000V；60-90%时，U≥1500V。 上述数据表明，不附加静电保护的MOS管和MOS集成电路（IC），只要带静电的人体接触它，MOS的绝缘栅就一定被击穿。 案例：上世纪六十年代后期，某研究所研制的MOS管和MOS集成电路。不管是安装在印刷电路板上还是存放在盒中的此种器件，都出现莫名其妙的失效。因此，给MOS一个绰号：摸死管。 如果这种“摸死”问题不解决，我国第一台具有自主知识产权的MOS集成电路微型计算机就不可能在1969年诞生。经过一段时间的困惑，开始怀疑静电放电的作用。为了验证，准备了10支栅极无任何防护的MOS管，用晶体管特性测试仪重新测试合格后，即时将该器件再往自己身上摩擦一下再测特性，结果发现：100%栅击穿！随后，在MOS管的栅极一源极之间反并联一个二极管，问题就基本解决。意外的结果：“摸死管”成了一句引以为戒的警语。该研究所内接触和应用MOS管MOS-IC的同事，对静电放电对器件的破坏性影响都有了深刻的体验。 3、IGBT——MOS阈值电压漂移——一种可能隐藏的失效模式 MOS管的阈值电压Vth的方程式： （1） 式中VSS=表面态阈值电压，Vhh =本征阈值电压， 常数
北航自动化科学与电气工程学院 检测技术与自动化工程系 闫蓓 yanbei@https://www.doczj.com/doc/934470980.html, 信号与测试技术 第2章测试系统的 静态特性与数据处理
1、测试系统静态特性的定义及表示方法 2、如何获取测试系统的静态特性 3、主要静态性能指标及其计算 第2章 学习要求
第2章测试系统的静态特性与数据处理Array 2.1 测试系统静态特性的一般描述 2.2 测试系统的静态标定 2.3 测试系统的主要静态性能指标及其计算 2.4 测量过程的精密度、准确度、精确度和不确定度 2.5 可靠性（reliability） 第2章小结1第2章小结2第2章小结 第2章作业
传感器 中间变换测量装置 显示及记录装置 实验结果处理装置 信号转换、分析信息识别 信息提取 激发装置 被测对象 物理量 电量 电量/数字量 电量/数字量 测试系统静动态特性
1、测试系统基本要求 输出信号能够真实反映被测物理量(输入信号)的变化过程，不使信号发生畸变，即实现不失真测试。 系统传递（输出）特性： 系统的输出与输入量之间的变换或运算关系。
2、测试系统传递（输出）特性 ()n i i i y f x a x ===∑01y a a x =+静态特性（Static characteristics ）：即输入量和输出量不随时间变化或随时间变化的程度远缓慢于系统的固有最低阶运动模式的变化时，输出与输入之间的关系，可用代数方程表示。 y x y x y x 1y a x =零位补偿 静态标定 静态特性如何获得？i a 式中是与测试装置结构有关的系数。
西门子的SimoDrive功率模块失效分析 摘要：本文通过对已损坏的西门子IGBT的研究，详细的分析了西门子IGBT损坏的原因，有IGBT制造过程中工艺问题，也有外围驱动设计不严密的问题。 西门子公司数控系统各挡CNC 中都使用SimoDrive611 变频系统。SimoDrive611 是西门子各档数控系统中最重要的组成部分，而饲服功率模块和电源模块是SimoDrive611 中的重要部分，但它故障率高、容易损坏，可靠性不如系统中其他部分好。 本文主要针对西门子功率模块失效损坏进行分析。我们通过对6SN1123-1AA00-0CA1 单轴50A、6SN1123-1AA00-0DA1 单轴80A、6SN1123-1AA00-0EA1 单轴160A 以及 6SN1145-1BA0-0BA0 16/21KW 电源模块失效进行分析。它们共同之处是都使用大功率IGBT 作为输出，而且IGBT 的驱动电路也基本相同。 随着电力电子的快速发展，饲服功率输出部分广泛采用IGBT 晶体管取代GTR 等。因为IGBT 驱动电路相对简单，几乎可以用TTL 逻辑电路直接驱动，这是它的优点；而它的缺点也很明显，那就是IGBT 晶体管存在所谓擎住效应，正常使用不存在此效应，但使用不当，一旦因过流触发此效应，IGBT 晶体管便为常通，根本不受栅射控制电压控制关断IGBT，直到烧坏。 1 IGBT 失效损坏原因 在饲服驱动中，IGBT 总是受感性电机负载的冲击，短时过载等触发的擎住效应是失效损坏的根本原因。另外IGBT 驱动电路设计的不够严密，使用不合理等，都可能导致IGBT 永久的损坏。下面进行详细分析。 1．1 过流触发擎住效应导致IGBT 损坏 IGBT有一定瞬时抗过流能力，外部控制逻辑也能提供一定保护。最主要的是IGBT驱动电路保护措施的设计一定要严密。由于IGBT半导工艺结构上存在一个寄生晶体管，也就是寄存可控硅。IGBT的理想等效电路如图1所示。 集电极 栅极 发射极
1.静态测试系统的评价指标 灵敏度：输入量的变化)(t x ?所引起的输出量变化)(t y ?的大小。 放大倍数E= )()(t x t y ?? 分辨率：指试验系统能测量到的最小输入量变化的值Δx 重复性：指用同一试验系统在相同的试验条件下对同一被测量进行多次测量，其各次测试结果的接近程度，随机误差大，测试结果的重复性就差 回程误差：在测试过程中，经常会出现正向输入（输入由小到大）所得到的输出规律与反向输入（输入由大到小）系统的输出规律不一致，二者之间的差值称为回程误差 线性度：指定曲线偏离理想直线的程度%100max ??=s L yF L δ (m ax L ?-指定曲线与理想直线的最大偏差 s yF -测试系统量程) 漂移：零点漂移和灵敏度漂移 （1）零点漂移：由温度变化及元器件性能不稳定引起 （2）灵敏度漂移：灵敏度越高，测量范围越小，稳定性则较差，漂移明显 2.传感器部分所涉及到的各种效应（电阻应变片式，电容式，电感式，压电式，磁电式，光电式，热电式传感器） （1）电阻应变片式传感器包括：电阻应变片，弹性元件。弹性元件决定传感器量程及灵敏度。 应用：拉压力的测量，转矩的测量 电阻应变：金属丝的电阻变化率 R dR 与纵向应变率成正比，这就是金属丝的应变效应 （2）电容式传感器 电容：C=d A ??0r εε（A 极板有效面积 r ε介电系数 0ε介电常数 d 极板间距） 应用：电容式加速度传感器；电容式倾角传感器 （3）电感式传感器包括：自感式和互感式 电感：利用电磁感应原理将被测的非电感量转换为电感量的变化 （4）压电式传感器包括：电压放大型压电式传感器，电荷放大型压电式传感器。适用于动态测量，汽车振动，发动机爆燃的测量 特点：灵敏度小，不适合远距离传送 压电效应：某些功能材料当对其沿一定方向施压时，晶体不仅会产生机械应变，其内部还会产生极化现象，从而在材料的相对表面上产生异性电荷而形成磁场，当外力移去后，晶体重新恢复到不带电状态 （5）磁电式传感器： 动圈式和动铁式磁电传感器（线速度型，转速型） 磁阻式磁电传感器，多用于汽车上转速型传感器 磁电：当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中就产生电动势，其大小与磁通量的变化有关 （6）光电式传感器 应用：光电转速传感器，透光式烟度计，汽车前照灯检测仪 内光电效应：在光照作用下，物体的导电性能发生变化的现象 外光电效应：在光照作用下，物体内的电子从物体表面逸出的现象 光伏效应：在光照作用下，某些物质可产生一定方向的电动势的现象 （7）热电式传感器（温度传感器）
复习题 1 绪论 选择题： 1.依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为（ A ） A.物理型传感器 B.结构型传感器 C.电桥 D.A/D转换器 2. 一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果过程称为（ B ） A．测试 B．测量 C. 试验 D．传感 3. 电测法具有测试范围广、精度高、灵敏度高、响应速度快等优点，特别适合于（ C ） A．静态测试 B．线性测试 C. 动态测试 D．非线性测试 填空题： 1.测试泛指测量和试验两个方面的技术，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。 2.测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作，可分为直接比较法和间接比较法。 3.依据机敏材料本身的物性随被测量的变化来实现信号转换的装置称为物理型传感器。 4.随着新材料的开发，传感器正经历着从机构型为主向物性型为主的转变。 名词解释： 1.电测法 答：电测法是将非电量先转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析的方法。 2. 间接比较法 答：间接比较法利用仪器仪表把待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化。 3.直接比较法 答：直接比较法无须经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值。 简答题： 1.试述测量与测试的概念及其区别。 答：测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作。测试是对信号的获取、加工、处理、显示记录及分析的过程。测量是被动的、静态的、较孤立的记录性操作，其重要性在于它提供了系统所要求的和实际所取得的结果之间的一种比较；测试是主动地、涉及过程动态的、系统的记
绝缘栅双极晶体管（IGBT ）的设计要点 赵善麒、张景超、刘利峰、王晓宝 江苏宏微科技有限公司 作为新型电力半导体器件的主要代表，IGBT 被广泛用于工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空领域。随着半导体材料和加工工艺的不断进步，IGBT 的电流密度、耐压和频率不断得到提升。目前，市场上的IGBT 器件的耐压高达6500V ，单管芯电流高达200A ，频率达到300kHz 。在高频大功率领域，目前还没有任何一个其它器件可以代替它。本文着重分析讨论IGBT 器件的设计要点。 一、IGBT 的基本结构和工作原理 从图1可以看出，IGBT 是一个复合器件，由一个MOSFET 和一个PNP 三极管组成，也可以把它看成是一个VDMOS 和一个PN 二极管组成。图2是IGBT 的等效电路。 图1 IGBT 原胞的基本结构 简化为 Injection layer R b 图2 IGBT 器件的等效电路图
1. IGBT 的 静态特性 常规IGBT 只有正向阻断能力，由PNP 晶体管的集电结承担，而其反向的电压承受能力只有几十伏，因为PNP 晶体管的发射结处没有任何终端和表面造型。 IGBT 在通态情况下，除了有一个二极管的门槛电压（0.7V 左右）以外，其输出特性与VDMOS 的完全一样。图3 一并给出了IGBT 器件的正、反向直流特性曲线。 IGBT 的主要静态参数： z 阻断电压V （BR ）CES – 器件在正向阻断状态下的耐压； ； 。 z 通态压降V CE(on) – 器件在导通状态下的电压降z 阈值电压V GEth – 器件从阻断状态到导通状态所需施加的栅极电压 V G 图3 IGBT 器件的正、反向直流特性 2. IGBT 的开关特性 IGBT 的开关机理与VDMOS 完全一样，由MOS 栅来控制其开通和关断。所不同 的是IGBT 比VDMOS 在漏极多了一个PN 结，在导通过程中有少子空穴的参与，这就是所谓的电导调制效应。 这一效应使得IGBT 在相同的耐压下的通态压降比VDMOS 的低。由于在漂移区内空穴的存在，在IGBT 关断时，这些空穴必须从漂移区内消失。与VDMOS 的多子器件相比，IGBT 双极器件的关断需要更长的时间。 图4 IGBT 器件的开关特性
一、填空： 1、测量系统的静态特性指标主要有等。 2、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为三类。第一类是利用在光线作用下效应,这类元件有；第二类是利用在光线作用下效应，这类元件有； 第三类是利用在光线作用下效应，这类元件有。 3、传感器是__________________________________，传感器通常由直接响应于被测量的______ 和产生可用信号输出的______ 以及相应的_____ 组成。 4、相对误差是指测量的___________与被测量量真值的比值，通常用百分数表示。 5、半导体应变片在应力作用下电阻率发生变化，这种现象称为___________效应。 6、在光栅传感器中，__________元件接收莫尔条纹信号，并将其转换为电信号。 7、根据电磁场理论，涡流的大小与导体的电阻率、_________、导体厚度，以及线圈与导体之间的距离，线圈的激磁频率等参数有关。 8、在式L=NΦ/I中，L表示__________。 9、已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为r s= 。 10、压电陶瓷是人工制造的多晶体，是由无数细微的电畴组成。电畴具有自己____________方向，经过的压电陶瓷才具有压电效应。 光纤的核心是由折射率-----------和折射率构成的双层同心圆柱结构。12．光电效应分为和两大类。 13、测量过程中存在着测量误差。绝对误差是指其表达式为；相对误差是指其表达式为；引用误差是指其表达式为 14.光栅传感器中莫尔条纹的一个重要特性是具有位移放大作用。如果两个光栅距相等，即W=0.02mm，其夹角θ=0.1°，则莫尔条纹的宽度B= 莫尔条纹的放大倍数K= 。 15、Pt100代表含义_________________，Cu50代表含义_____________________。 16、计量光栅传感器中，当指示光栅不动，主光栅左右移动时，查看_________的移动方向，即可确定主光栅的运动方向。 17、差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为＿＿＿＿＿＿＿＿电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿电路。 18、某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称 19、把一导体（或半导体）两端通以控制电流I，在垂直方向施加磁场B，在另外两侧会产生一个与控制电流和磁场成比例的电动势，这种现象称，这个电动势称为。 20、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部