[发明专利]一种半导体功率器件瞬态热阻测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件和电子测量技术领域，尤其涉及一种半导体功率器件瞬态热阻测试装置及方法。

背景技术

半导体功率器件一般在大电流、大功率、高温度环境里工作，因此其热阻参数显得尤其重要。半导体功率器件热阻包括稳态热阻R_th和瞬态热阻Z_th。半导体功率器件稳态热阻R_th的测试非常普遍，但不适用于工作过程中短时间内难以到达热平衡稳态条件的器件，而且稳态热阻R_th只反映整个器件模块的值，不能得到热传导路径上每一个部件对稳态热阻R_th的贡献值，因此在不了解元器件的结构及工艺条件之前，不宜用稳态热阻R_th盲目地判断半导体器件性能好坏。热平衡前的瞬态热阻Z_th的测试能够反映元器件内各部件之间的连接状况及质量，如同种设计结构及工艺条件下生产的功率二极管中瞬态热阻Z_th特别大的均可能有焊接不良或欧姆接触不良等问题，但是瞬态热阻Z_th的测试存在两个难点：一、加热被测器件的电流脉冲后沿要陡直（数十微秒内），即关闭加热功率要准时，否则在加热脉冲低电平期间被测器件的结温缓慢变化，导致被测器件结温测试结果偏低；二、热敏参数（加热功率脉冲前后的结温）的测试速度、精度和抗干扰要求很高，一旦被测器件的结温发生变化，则会导致被测器件结温测试速度下降，从而使得测试结果出现误差。

由此可见，亟需一种半导体功率器件瞬态热阻测试装置，能够实现通过被测器件强加热电流和弱热敏电流的强弱电分离、控制信号与数据分离，提高被测器件瞬态热阻的测试结果的准确性和精确度。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种半导体功率器件瞬态热阻测试装置及方法，能够实现通过被测器件强加热电流和弱热敏电流的强弱电分离、控制信号与数据分离，提高被测器件瞬态热阻的测试结果的准确性和精确度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种半导体功率器件瞬态热阻测试装置，其与被测器件相配合，所述测试装置包括处理器、信号分配及采样电路和电流脉冲产生电路；其中，

所述处理器与所述信号分配电路的第一端相连，用于向所述信号分配及采样电路发送指令；

所述信号分配及采样电路的第二端与所述电流脉冲产生电路的输入端相连，第三端与所述被测器件的输出端相连，用于获取所述处理器输出的指令，根据所述获取到的指令，确定输出给所述电流脉冲产生电路的当前电压脉冲，且进一步将采样到所述被测器件对应于当前电压脉冲的热阻信息反馈给所述处理器进行分析处理；其中，所述电压脉冲包括第一电压脉冲和第二电压脉冲；

所述电流脉冲产生电路的输出端与所述被测器件的输入端相连，用于获取所述信号分配及采样电路输出的当前电压脉冲，根据所述获取到的当前电压脉冲，确定加载于所述被测器件上的当前电流脉冲，驱动所述被测器件对应于当前电流脉冲产生相关的热阻信息；其中，所述电流脉冲包括加热电流脉冲和热敏电流脉冲；当所述获取到的当前电压脉冲为所述第一电压脉冲时，确定当前电流脉冲为所述加热电流脉冲；当所述获取到的当前电压脉冲为所述第二电压脉冲时，确定当前电流脉冲为所述热敏电流脉冲。

其中，所述信号分配及采样电路包括控制器、第一电压脉冲产生电路、第二电压脉冲产生电路和采样电路；其中，

所述控制器的第一端与所述处理器相连，第二端与所述第一电压脉冲产生电路的一端相连，第三端与所述第二电压脉冲产生电路的一端相连，用于根据获取到的指令，同时输出高电平信号给所述第一电压脉冲产生电路及低电平信号给所述第二电压脉冲产生电路，或同时输出低电平信号给所述第一电压脉冲产生电路及高电平信号给所述第二电压脉冲产生电路；

所述第一电压脉冲产生电路的另一端与所述电流脉冲产生电路的输入端相连，用于当获取到的电平信号为高电平信号时，输出所述第一电压脉冲；

所述第二电压脉冲产生电路的另一端与所述电流脉冲产生电路的输入端相连，用于当获取到的电平信号为高电平信号时，输出所述第二电压脉冲；

所述采样电路的输入端与所述被测器件的输出端相连，输出端与所述处理器相连，用于获取所述被测器件相关的热阻信息，并将所述获取到相关的热阻信息输出给所述处理器。

其中，所述采样电路包括第一电子开关、第二电子开关、第三电子开关、第四电子开关、寄存电容和模数转换器；其中，