[发明专利]一种绝缘栅器件阈值电压的不停机测量方法

说明书

本发明公开了一种绝缘栅器件阈值电压的不停机测量方法，其包括以下步骤：S1、查询并根据器件手册中给出的集电极电流和跨导计算结构特征参数；S2、实时获取绝缘栅器件的栅极米勒平台电压和集电极电流；S3、根据结构特征参数、栅极米勒平台电压和集电极电流获取绝缘栅器件阈值电压。本发明通过测量绝缘栅器件在工作时栅极弥勒平台电压间接测量出绝缘栅器件的阈值电压，解决了目前绝缘栅器件的阈值电压无法不停机监测的难题。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种绝缘栅器件阈值电压的不停机测量方法。

背景技术

电力电子器件作为电力电子系统的核心常常是电力电子变化装置失效的主因。据调查，超过1/3的电力电子系统故障是由于电力电子器件的芯片或焊接失效造成的。故研究电力电子器件的健康状态，完善器件可靠性技术，对提高电力电子系统的整体可靠性具有重要的意义。对电力电子器件健康状况的评估通常借助于老化特征参数，即通过计算这些参数在器件生命周期中偏离初始值的程度来确定器件老化状况。在这些老化特征数据中，绝缘栅器件的阈值电压Vth由于与PN结结温有良好的线性关系成为热点。但是常规的Vth监测必须离线，即必须让电力电子系统中电力电子器件停止工作，然后将器件分离系统进行Vth测量，即需要使电力电子系统宕机，这显然十分不便且不能满足器件健康管理的不停机要求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种绝缘栅器件阈值电压的不停机测量方法解决了现有阈值电压测量方法需要停机才能测量的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种绝缘栅器件阈值电压的不停机测量方法，其包括以下步骤：

S1、查询并根据器件手册中给出的集电极电流和跨导计算结构特征参数；

S2、实时获取绝缘栅器件的栅极米勒平台电压和集电极电流；

S3、根据结构特征参数、栅极米勒平台电压和集电极电流获取绝缘栅器件阈值电压。

进一步地，步骤S1的具体方法为：

根据公式：

获取结构特征参数T；其中I_L为器件手册中给出的集电极电流；g_m为器件手册中给出的跨导。

进一步地，步骤S2中实时获取绝缘栅器件的栅极米勒平台电压的具体方法包括以下子步骤：

S2-1、通过微分器响应目标绝缘栅功率器件栅极电压信号的跳变部分，并输出对应的电压尖峰；

S2-2、通过比较器将微分器的输出和阈值参考电压进行比较，并输出对应的矩形脉冲电压；

S2-3、通过数字隔离器隔离比较器输出的信号，使其符合驱动模块数字控制信号标准，并将隔离后的信号发送至驱动模块；

S2-4、通过驱动模块根据隔离后的信号驱动电压采样电路；

S2-5、通过电压采样电路根据驱动模块的驱动获取目标绝缘栅功率器件栅极米勒平台电压；

其中微分器的输入端与目标绝缘栅功率器件栅极电压信号相连接；微分器的输出端与比较器的一个输入端相连接，比较器的另一个输入端接收阈值参考电压；比较器的输出端与数字隔离器相连接；数字隔离器的输出端连接驱动模块；驱动模块连接电压采样电路；电压采样电路的输入端与目标绝缘栅功率器件栅极电压信号相连接；

微分器，用于响应目标绝缘栅功率器件栅极电压信号的跳变部分，并输出对应的电压尖峰；

比较器，用于将微分器的输出和阈值参考电压进行比较，并输出对应的矩形脉冲电压；