[发明专利]一种功率循环实验中测量与控制功率VDMOS器件结温的方法

权利要求书

1.一种功率循环实验中测量与控制功率VDMOS器件结温的方法，其特征在于：首先，将器件置于温箱内，调节温度至稳态，保持一段时间，此时认为器件的结温与温箱内部温度相同，然后给器件施加栅源电压V_GS，使其处于导通状态，为避免器件长时间工作而导致的自升温，通过功率器件分析仪施加短脉冲漏源电压V_P，测量器件导通时的短脉冲漏源电流I_P；接下来关闭栅压，使器件处于关断状态，施加较小的恒定导通电流I_F，测量器件内部体二极管导通电压V_F；然后调节温箱改变温度至稳定，保持栅源电压V_GS、脉冲电压V_P、导通电流I_F不变，在不同温度下测量器件导通时的脉冲电流I_P与内部体二极管的导通电压V_F；根据算法拟合出实际工作中饱和区漏源电流I_DS与结温的关系、体二极管导通电压V_F与结温的关系，并分别作为功率VDMOS器件导通和关断时的校温曲线库；在器件正常工作时，通过施加恒定漏源电压V_DS与体二极管的导通电流I_F，利用功率循环实验平台采集器件导通时的漏源电流I_DS与关断时体二极管的导通电压V_F，并与校温曲线库相对应；通过计算机进行数据处理并提取结温，通过功率循环实验平台给器件下达导通或关断的指令，使器件在预先设定的结温范围内正常工作，从而实现对功率VDMOS器件结温的实时测量与控制。

2.根据权利要求1所述的一种功率循环实验中测量与控制功率VDMOS器件结温的方法，实现该方法的实验装置包括：功率VDMOS器件、配套夹具；功率循环实验平台包含数据采集卡1块、FPGA控制板1块、继电器、电容、电阻若干；计算机；提供脉冲电压V_P的功率器件分析仪；提供恒定小电流I_F的数字源表；提供漏源电压V_DS的功率电源；提供稳定栅压V_GS的线性电源；0℃～150℃可调节温箱；

其特征在于：具体测试方法包括以下步骤，

步骤一：将功率VDMOS器件置于温箱中，调节温箱的初始温度至稳态，保持一段时间，此时认为功率VDMOS器件结温与温箱内部温度相同；

步骤二：将功率VDMOS器件通过夹具连接线性电源与功率器件分析仪，通过线性电源施加栅源电压V_GS，使功率VDMOS器件处于导通状态，通过功率器件分析仪施加短脉冲漏源电压V_P测量功率VDMOS器件导通时的短脉冲漏源电流I_P；

步骤三：关闭栅源电压V_GS，使功率VDMOS器件处于关断状态，将功率VDMOS器件通过夹具连接数字源表，通过数字源表给功率VDMOS器件内部体二极管施加导通电流I_F，测量体二极管导通电压V_F；

步骤四：调节温箱改变温度至稳定，保持V_GS、V_P、I_F不变，根据步骤二、步骤三测量不同温度下功率VDMOS器件的I_P和V_F，根据I_P与温度、V_F与温度之间的关系，利用算法拟合出饱和区漏源电流I_DS与结温、体二极管导通电压V_F与结温的关系，并分别作为功率VDMOS器件导通和关断时的校温曲线库；

步骤五：将功率VDMOS器件通过夹具连接到功率循环实验平台上，功率VDMOS器件的初始状态为关断，通过计算机设定功率VDMOS器件正常工作的结温范围；通过线性电源为功率VDMOS器件提供栅源电压V_GS，使功率VDMOS器件处于导通状态；

步骤六：将功率VDMOS器件与功率电源连接，通过功率电源给器件施加恒定的漏源电压V_DS，通过功率循环实验平台采集器件的漏源电流I_DS，上传至计算机，根据步骤四得到的功率VDMOS器件导通时的校温曲线库计算结温，当结温高于设定的最大值时，计算机下达关断指令，关闭栅压V_GS，使功率VDMOS器件处于关断状态；

步骤七：将功率VDMOS器件与数字源表连接，通过数字源表为功率VDMOS器件内部体二极管施加恒定的导通电流I_F(导通电流I_F较小)，通过功率循环实验平台采集器件的导通电压V_F，上传至计算机，根据步骤四得到的功率VDMOS器件关断时的校温曲线库计算结温，当结温低于设定的最小值时，计算机下达开通指令，打开栅压V_GS，使功率VDMOS器件处于导通状态；

步骤八：由步骤六、步骤七可得到施加到器件上的功率和功率VDMOS器件结温的变化关系；通过计算机设置循环次数，即重复步骤六、步骤七可对功率VDMOS器件进行多次功率循环实验，以实现对功率VDMOS器件结温的实时测量与控制。