高幅度任意波形/函数发生器简化汽车、半导体、科学和工业应用中的测量
IGBT的工业应用包括牵引、变速马达驱动器、不间断电源(UPS)、感应加热、焊接及电信和服务器系统中的高频开关式电源。在汽车行业中，点火线圈驱动电路、马达控制器和安全相关系统对IGBT的需求非常庞大。
塑封电感 IGBT是双极晶体管和MOSFET的交叉。在输出开关和传导特点方面，IGBT与双极晶体管类似。但是，双极晶体管是流控式的，IGBT与MOSFET则是压控式的。为保证完全饱和及限制短路电流，建议门驱动电压为+15V。
与MOSFET一样，IGBT在门、发射器和集电极之间有电容。在门端子和发射器端子之间应用电压时，会以指数方式通过门电阻器RG对输入电容充电，直到达到IGBT的特性门限电压，确定集电极到发射器传导。同样，输入门到发射器电容必须被放电到某个高原稳定电压，然后才能中断集电极到发射器传导，关闭IGBT。
门电阻器的尺寸对IGBT的起动特点和关闭特点有着明显的影响。门电阻器越小，IGBT门到发射器电容充电和放电的电感厂家速度越快，因此其开关时间短，开关损耗小。但是，由于IGBT的门到发射器电容和引线的寄生电感，门电阻器值小也会导致振荡。为降低关闭损耗，改善IGBT对通过集电极到发射器电压变化速率注入的噪声的免疫力(这种噪声对电感负荷可能会具有实质性影响)，建议门驱动电路包括实质性的开关偏置。
IGBT的最佳性能随应用变化，必须相应地设计门驱动电路。在硬开关应用中，如马达驱动器或不间断电源，必须选择门驱动参数，以便开关波形不会超过IGBT的安全工作区。这可能意味着牺牲开关速度，要以开关损耗为代价。在软开关应用中，开关波形完全落在安全工作区内，可以把门驱动设计成短开关时间及较低的开关损耗。
图9. IGBT的开关波形。
为优化IGBT门驱动设计，设计工程师必须了解设备在实际负荷条件下的开关特点。为分析这些开关特点，可以使用一系列单个脉冲激励IGBT的门，同时使用示波器测量门到发射器电压、集电极到发射器电压和集电器电流。由于能够生成高幅度脉冲，AFG3011任意波形/函数发生器特别适合完成这一任务。由于IGBT的集电极到发射器电压对电感负荷的动态范围非常高，因此要求使用高压差分探头进行测量。可以使用标准无源探头测量门到发射器电压，使用非插入型电流探头测量集电极电流。
图9显示了带电感负荷的IGBT的典型开关波形。从这些波形中，设计工程师可以确定开关能量、状态损耗及IGBT是否在安全工作区域内工作。然后根据测量数据，工程师可以确定选定的脉冲重复频率、幅度和边沿跳变是否足以实现设计目标。如果需要调节，可以通过AFG3011前面板上的快捷键直接进入所有脉冲参数。然后可以通过旋转旋钮或数字键改变参数，而不会有定时毛刺，也不必中断测试。
在测量过程中，必须考虑各种因素，如传播时延(偏移)、偏置和探头固有的噪声。工程师将发现，使用的示波器最好带有软件工具，能够处理探头相关问题，自动计算开关功率损耗，确定IGBT的安全工作区域。
信号幅度和负荷阻抗
信号发生器提供的输出电压取决于连接的负荷或被测设备的阻抗，其原因在于发生器的输出工字电感阻抗。例如，图10显示了AFG3011的等效输出电路。根据幅度设置，仪器提供了一体电感某个电流I。如果50欧姆的负荷ZDUT连接到发生器输出上，一半的I流经发生器的输出阻抗ZOUT，另一半流经ZDUT。如果ZDUT的阻抗明显大于ZOUT，那么几乎所有I都流经ZOUT，导致输出电压几乎是50欧姆负荷的两倍。
图10 AFG3011的等效输出电路。
任意波形/函数发生器的产品技术资料一般会规定50欧姆负荷和高阻抗负荷的最大输出幅度。例如，AFG3011规定的输出幅度对50欧姆负荷是20 Vpp，对开路是40 Vpp。对其它负荷阻抗值，可以使用下述公式计算最大输出电压：
在标准设置中，任意波形/函数发生器通常配置成50Ω的负荷阻抗。对其它负荷阻抗，阻抗值可以配置到仪器中，可以显示正确的幅度和偏置值。在AFG3000系列中，负荷阻抗设置在Output菜单中进行，按所需的功能键如“Sine”后可以进入菜单。平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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