功率半導體器件廣泛應用于輸電/儲電系統、電動汽車、家用電器、鐵路和工業設備等領域，通過提升能源效率來節約能源，減少二氧化碳排放。碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等第三代半導體材料因其在更高電壓、頻率和溫度下的優異性能，逐漸取代傳統硅基器件。隨著功率半導體器件向小型化、集成化、大功率和低能耗方向不斷發展，對測試系統的要求日益趨嚴，測試設備必須滿足大功率、低噪聲、高精度和高速數據采集等性能要求，確保測試結果的準確性、可靠性和穩定性，同時拓展測試功能和適用場景，并降低測試成本。

動態測試系統是功率半導體器件研發和制造過程中重要的測試系統，其中動態測試指標對器件性能最為重要。參考IEC60747-8和IEC60747-9測試標準，二極管的反向恢復參數，柵極-漏極、柵極-源極及漏極-源極的電容效應等會影響開關速度、開關時間和開關損耗，因此需要精確測量相關特性參數，評估功率半導體器件的開關性能。

▲雙脈沖測試測試（DPT） 配置，電壓/電流波形以及能量損耗

動態參數測試主要用于評估器件在開關過程中的性能，需要在器件的開關頻率和瞬態條件下進行，重點在于分析器件在導通和關斷瞬間的行為，動態性能的四個指標包括開關損耗、時間、過沖、開關速度。常見的動態參數包括：導通延遲時間、上升時間、關斷延遲時間、下降時間、開通損耗、關斷損耗、反向恢復電流、反向恢復時間、反向恢復能量、開關損耗等。動態測試的原理是在所需的工作條件下發射單脈沖或雙脈沖，以便從測量的波形中提取器件上述開關特性相關參數。

功率半導體測試設備通常由信號發生器、高壓電源、驅動電路、電壓探頭/電流傳感器、充放電模塊、溫控模塊、數據采集模塊等構成。測試系統對雜散電感、負載電感、共模干擾非常敏感，這也要求高速數據采集系統準確記錄開關波形、反向恢復波形、串擾波形特征，尤其是各種震蕩信號細節。

數據采集模塊是半導體測試機中的重要組成部件之一。中科采象基于PXIe/PCIe架構推出了創新的功率半導體測試數據采集解決方案，保障采集信號數據的安全性與完整性，通過FPGA的波形數字化處理算法和模塊化儀器技術，實現高速實時數據處理，并能靈活適配各種應用需求和場景。相比傳統的示波器方案，主要優勢有：

1. 系統集成度更高，模塊化設計體積小巧，易于集成。

2. 傳輸速度更快，高速PCIe 3.0 x8 的傳輸速率為 64 Gbps，相比示波器千兆以太網接口1Gbps速率，數據傳輸速率可提高64倍。

3. 數據處理方式更靈活，可通過板載FPGA進行自定義算法開發，全面優化測試過程，提高測量效率和精準度。