[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

说明书

本发明公开了一种功率循环实验中测量与控制功率VDMOS器件结温的方法，该方法主要通过功率循环实验平台进行间歇性功率施加的方式来加速器件老化过程，以达到模拟功率VDMOS器件实际工况的目的。通过采集器件工作在饱和区的温度敏感电参数来计算并提取功率施加期间及功率关断期间的芯片温度波动，由反馈电路控制器件结温处于限定范围内。该方法简单易行，实验成本较低，且不会破坏功率VDMOS器件的封装，通过计算机可实现完全程控，可自行设定功率循环实验过程中器件工作的结温范围，进行长时间、多周期的功率循环实验，可准确测量与控制功率VDMOS器件的结温。

技术领域

本发明属于功率半导体器件测试领域，主要用于功率循环实验中半导体器件结温的测量与控制，具体涉及功率VDMOS(Vertical Double-Diffused Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管)器件在功率循环实验工作条件下，器件导通和关断时结温的测量与控制。

背景技术

功率VDMOS器件具有开关速度快、输入阻抗高、导通电阻低、开关功耗低、频率特性好等特点，广泛地应用于电子开关、电机调速、逆变器、稳压电源、汽车电器等各种领域。

为保证器件使用中的可靠性，器件在投入使用之前需抽样进行可靠性考核试验，以对其寿命及可靠性进行评估。功率循环实验/间歇寿命使用是国际标准“IEC-60747-9-2007-半导体器件-分立器件-第8部分-场效应晶体管”中规定的三种可靠性考核试验中的一种，也是器件出厂前必做的试验之一。根据阿伦尼斯模型，器件温度每升高10℃，器件寿命大概下降一半，因此在该试验中，温度控制尤为重要。

通常，在实际工程中会通过热阻计算或关断态下测量小电流对应结电压，来计算结温。器件的热阻是变量，随着工作温度、施加功率等改变而变化；因此通过热阻计算得到的温度结果多与实际结温存在误差。利用关断态下小电流对应结电压来测量结温的方法，不能测量导通态器件结温，不能避免导通态温度过高导致器件烧毁。

因此，迫切需要研究一种功率循环实验在导通和关断时，均能在线实时测量与控制结温的方法。本发明利用导通态下饱和区的电流、电压与温度的对应关系，以及关断态反向小电流对应的结电压与温度的对应关系，提出了功率循环实验在导通和关断时，均能在线实时测量与控制结温的方法。

发明内容

本发明提出了一种功率循环实验中测量与控制功率VDMOS器件结温的方法，为了模拟功率VDMOS器件在实际工作中导通和关断两种不同的工作情况，本发明设计了一个功率循环实验平台，并根据器件工作在饱和区时的漏源电流I_DS与结温的关系、关断时内部体二极管的导通电压V_F与结温的关系对器件的结温进行测量与控制。

本发明的技术方法如下：