[发明专利]温度电流精确可控的功率半导体器件特性测试方法有效

专利信息
申请号: 201811628397.3 申请日: 2018-12-28
公开(公告)号: CN109765470B 公开(公告)日: 2020-06-30
发明(设计)人: 马柯;林家扬;蔡旭;朱晔 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: G01R31/26 分类号: G01R31/26
代理公司: 上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31317 代理人: 徐红银
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 温度 电流 精确 可控 功率 半导体器件 特性 测试 方法
【说明书】:

发明提供了一种温度电流精确可控的功率半导体器件特性测试方法,包括:设定电流和温度下功率半导体器件的开关特性测试方法、恢复特性测试方法和导通特性测试方法。测试方法包括:对被测开关管施加一组包括三个脉冲的测试脉冲序列,在第一个脉冲的下降沿测试开关管的关断特性;第二个脉冲补偿负载电流的损耗;在第一个脉冲结束与三个脉冲开始之间测试开关管或二极管的导通特性;在第三个脉冲的上升沿测试开关管的开通特性和二极管的恢复特性;从而达到温度电流精确可控的功率半导体器件特性测试效果。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域,具体地,涉及温度电流精确可控的功率半导体器件特性测试方法。

背景技术

随着电力电子器件额定容量的升高,以及工作环境的复杂化,应用中对功率半导体器件可靠性的要求也越来越高。功率半导体器件作为电力电子系统中较为昂贵的元件和主要热源,对其损耗及热特性进行准确的建模评估,是提高电力电子设备经济性和安全性的重要手段。

功率半导体器件的损耗及热特性分析,需要建立其热阻抗及损耗模型,因此需要对功率半导体器件在各种电压、电流、温度条件下的开关和导通特性参数进行再现和测试。但是要获得精确的功率半导体器件特性参数,对测试条件及测试方法有较高的要求:需要测试时功率半导体器件电压、负载电流、器件温度可调;需要保证提取开关与导通特性时功率半导体器件的电流和温度与设定值一致;由于同一型号功率半导体器件的差异性,需要测量多个器件及重复测试。

现有的技术通常采用双脉冲测试方法对功率半导体器件开关特性进行提取,采用I/V曲线量测仪对功率半导体器件导通特性进行提取。然而这些方法均存在负载电流、器件温度不方便调节;寄生参数较大,测试条件和实际应用相差较远;开关特性与导通特性测试时电流、温度不准确;测试效率低,一次只能测一个器件的开关特性或导通特性;无法测试被测功率半导体器件中反并联二极管的恢复特性等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种温度电流精确可控的功率半导体器件特性测试方法。

本发明提供一种温度电流精确可控的功率半导体器件特性测试方法,用于测试包括开关管和二极管在内的功率半导体器件,并测试在设定条件下的功率半导体器件的开关特性、恢复特性和导通特性;所述方法包括:

每个测试阶段对被测模块中的被测开关管施加一组包括N个脉冲的测试脉冲序列,其中N为大于2的整数;

在第一个脉冲信号的下降沿测试所述被测开关管的关断特性;

在第一个脉冲信号结束与第N个脉冲信号开始之间,测试所述被测开关管和/或二极管的导通特性;第一个脉冲信号和第N个脉冲信号之间的脉冲信号用于补偿测试电流的损耗;

在第N个脉冲的上升沿测试所述被测开关管的导通特性和/或所述二极管的恢复特性。

可选地,包括:所述被测模块中包含有至少一个被测单元,所述被测单元用于模拟功率半导体器件的工作状态;所述被测单元中包含有由开关管和二极管在内的功率半导体器件所构成的任意拓扑形式的全桥结构以及相对应的负载模块;

其中,所述功率半导体器件包括以下任一或者任多特征:

包括基于模块、压接、分立式封装技术在内的功率半导体器件;

包括基于硅、碳化硅、氮化镓在内的半导体芯片;

所述负载模块包括以下任一特征:

纯电感电路;

电感、电容、电阻、变压器所组成的混合型电阻抗网络。

可选地,所述设定条件包括:电压条件、电流条件、温度条件;其中:

所述温度条件包括:通过温控模块调节的所述被测模块的温度;

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