一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统及方法，所述系统包括：一带温控功能的电加热板，用于放置待测IGBT芯片，调节IGBT芯片的温度；一恒压直流电源，其正极与IGBT芯片的栅极连接，负极与IGBT芯片发射极相连；一可调压直流电源，其正极与IGBT芯片的发射极相连，负极与IGBT芯片的集电极相连；一电流传感器，串联在IGBT芯片的集电极与可调直流电源之间；一电压传感器，并联在IGBT芯片的发射极与集电极之间；一测试中心，其输入端分别与所述电流传感器和电压传感器的输出端连接，输出端与温控加热板和可调压直流电源连接。本发明专利技术考虑了温度对击穿电压的影响，且检测方法简单，检测准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统及方法
本专利技术涉及IGBT芯片，特别是涉及一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统及方法。
技术介绍
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是一种是由BJT(BipolarJunctionTransistor，双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，集合有MOSFE(金氧半场效晶体管)的高输入阻抗和GTR(电力晶体管)的低导通压降等优点，具有驱动功率小而饱和压降低的特点，普遍适用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。IGBT芯片的PN结击穿会严重影响其正常工作，因此对IGBT芯片进行击穿检测非常重要；但是，就目前而言，对IGBT芯片的击穿电压检测方法未考虑温度对击穿电压的影响，检测的准确性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统及方法，考虑了温度对击穿电压的影响，且检测方法简单，检测准确性高。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统，包括：一带温控功能的电加热板，用于放置待测IGBT芯片，调节IGBT芯片的温度；一恒压直流电源，其正极与IGBT芯片的栅极连接，负极与IGBT芯片发射极相连；一可调压直流电源，其正极与IGBT芯片的发射极相连，负极与IGBT芯片的集电极相连；一电流传感器，串联在IGBT芯片的集电极与可调直流电源之间；一电压传感器，并联在IGBT芯片的发射极与集电极之间；一测试中心，其输入端分别与所述电流传感器和电压传感器的输出端连接，输出端与电加热板和可调压直流电源连接，用于控制电加热板的温度，并在不同温度下，控制可调压直流电源电压逐步增大，实现PN结击穿电压的测试和记录，并生成温度与击穿电压的关系曲线进行显示。其中，所述测试中心包括：温度控制模块，用于控制电加热板的加热温度初始值和温度调节步进值；电压控制模块，用于控制可调压直流电源的电压逐步增大；击穿电压测试模块，用于在电流传感器的测量值达到预设阈值时，判定IGBT芯片的PN处于击穿状态，记录此时电压传感器采集到的击穿电压和对应的加热温度；结果生成模块，用于生成温度与击穿电压的关系曲线；显示模块，用于对IGBT芯片的温度与击穿电压的关系曲线进行显示。优选地，所述测试中心还包括存储模块，用于对于每一温度下的击穿电压数据以及温度与击穿电压的关系曲线进行保存。所述的一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统的测试方法，包括以下步骤：S1.测试中心控制电加热板启动，调节加热温度值T等于初始值T0；S2.启动恒压直流电源和可调压直流电源，开始向IGBT芯片提供电压；S3.在检测温度T下，电流传感器采集IGBT芯片发射极与集电极之间的实时电流传输给测试中心；S4.电压传感器采集发射极与集电极之间的实时电压传输给测试中心；S5.测试中心控制可调压直流电源从电压初始值U0开始，逐渐增加输出的电压，并在电流传感器的测量值达到电流预设阈值时，将电压传感器输出的电压作为当前温度的击穿电压，并对击穿电压和对应的温度进行保存；S6.测试中心更新温度值为T′＝T+ΔT，其中ΔT表示温度调节的步进值；S7.测试中心判断更新后的温度值T′是否大于设定阈值；若是，进入步骤S8，若否将更新后的T′作为新的检测温度T，控制电加热板进行相应的加热温度调节，重复进行步骤S3～S7；S8.测试中心根据各个温度值所对应的击穿电压，生成生成温度与击穿电压的关系曲线，并进行显示。优选地，所述恒压直流电源的电压值为15V；所述电流预设阈值为1mA；所述加热温度值T的初始值T0为25℃；所述温度调节的步进值ΔT为2℃；所述电压初始值U0为IGBT芯片的工作电压。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过恒压电源在IGBT芯片的栅极和发射极之间施加一预设电压，使得IGBT芯片内部的沟道产生反型层，反型层将发射极与漂移区连接起来，在测量时，将可调压直流电源提供的电压施加在发射极和集电极上，相当于施加在了漂移区和集电极上，进而通过测量集电极和发射极之间的电流达到预设电流时，此时施加在集电极和发射极之间的电压即为IGBT芯片PN结击穿电压，本专利技术提供的技术方案不仅保证了测量结果的准确度高，而且测量方法简单易实现；并且，本专利技术考虑了温度对击穿电压的影响，最终生成了不同温度下的，温度与击穿电压的关系曲线，有助于进一步提高测量结果的准确性。附图说明图1为本专利技术的系统原理示意图；图2为本专利技术的方法流程图；图中，1-电加热板，2-IGBT芯片，3-恒压直流电源，4-可调压直流电源，5-电流传感器，6-电压传感器，7-测试中心。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统，包括：一带温控功能的电加热板1，用于放置待测IGBT芯片2，调节IGBT芯片的温度；一恒压直流电源3，其正极与IGBT芯片2的栅极连接，负极与IGBT芯片2发射极相连；一可调压直流电源4，其正极与IGBT芯片2的发射极相连，负极与IGBT芯片2的集电极相连；一电流传感器5，串联在IGBT芯片2的集电极与可调直流电源4之间；一电压传感器6，并联在IGBT芯片2的发射极与集电极之间；一测试中心7，其输入端分别与所述电流传感器5和电压传感器6的输出端连接，其输出端与电加热板1和可调压直流电源4连接，用于控制电加热板1的温度，并在不同温度下，控制可调压直流电源4电压逐步增大，实现PN结击穿电压的测试和记录，并生成温度与击穿电压的关系曲线进行显示。其中，所述测试中心7包括：温度控制模块，用于控制电加热板1的加热温度初始值和温度调节步进值；电压控制模块，用于控制可调压直流电源4的电压逐步增大；击穿电压测试模块，用于在电流传感器5的测量值达到预设阈值时，判定IGBT芯片2的PN处于击穿状态，记录此时电压传感器6采集到的击穿电压和对应的加热温度；结果生成模块，用于生成温度与击穿电压的关系曲线；显示模块，用于对IGBT芯片2的温度与击穿电压的关系曲线进行显示。优选地，所述测试中心7还包括存储模块，用于对于每一温度下的击穿电压数据以及温度与击穿电压的关系曲线进行保存。如图2所示，所述的一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统的测试方法，包括以下步骤：S1.测试中心7控制电加热板1启动，调节加热温度值T等于初始值T0；S2.启动恒压直流电源3和可调压直流电源4，开始向IGBT芯片2提供电压；S3.在检测温度T下，电流传感器5采集IGBT芯片2发射极与集电极之间的实时电流传输给测试中心7；S4.电压传感器6采集发射极与集电极之间的实时电压传输给测试中心7；S5.测试中心7控制可调压直流电源4从电压初始值U0开始，逐渐增加输出的电压，并在电流传感器5的测量值达到电流预设阈值时，将电压传感器6输出的电压作为当前温度的击穿电压，并对击穿电压和对应的温度进行保存；S6.测试中心7更新温度值为T′＝T+ΔT，其中ΔT表示温度调节的步进值；S7.测试中心7判断更新后的温度值T′是否大于设定阈值；若是，进入步骤S8，若否将更新后的T′作为新的检测温度T，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统，其特征在于：包括：一带温控功能的电加热板，用于放置待测IGBT芯片，调节IGBT芯片的温度；一恒压直流电源，其正极与IGBT芯片的栅极连接，负极与IGBT芯片发射极相连；一可调压直流电源，其正极与IGBT芯片的发射极相连，负极与IGBT芯片的集电极相连；一电流传感器，串联在IGBT芯片的集电极与可调直流电源之间；一电压传感器，并联在IGBT芯片的发射极与集电极之间；一测试中心，其输入端分别与所述电流传感器和电压传感器的输出端连接，输出端与电加热板和可调压直流电源连接，用于控制电加热板的温度，并在不同温度下，控制可调压直流电源电压逐步增大，实现PN结击穿电压的测试和记录，并生成温度与击穿电压的关系曲线进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统，其特征在于：包括：一带温控功能的电加热板，用于放置待测IGBT芯片，调节IGBT芯片的温度；一恒压直流电源，其正极与IGBT芯片的栅极连接，负极与IGBT芯片发射极相连；一可调压直流电源，其正极与IGBT芯片的发射极相连，负极与IGBT芯片的集电极相连；一电流传感器，串联在IGBT芯片的集电极与可调直流电源之间；一电压传感器，并联在IGBT芯片的发射极与集电极之间；一测试中心，其输入端分别与所述电流传感器和电压传感器的输出端连接，输出端与电加热板和可调压直流电源连接，用于控制电加热板的温度，并在不同温度下，控制可调压直流电源电压逐步增大，实现PN结击穿电压的测试和记录，并生成温度与击穿电压的关系曲线进行显示。2.根据权利要求1所述的一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统，其特征在于：所述测试中心包括：温度控制模块，用于控制电加热板的加热温度初始值和温度调节步进值；电压控制模块，用于控制可调压直流电源的电压逐步增大；击穿电压测试模块，用于在电流传感器的测量值达到预设阈值时，判定IGBT芯片的PN处于击穿状态，记录此时电压传感器采集到的击穿电压和对应的加热温度；结果生成模块，用于生成温度与击穿电压的关系曲线；显示模块，用于对IGBT芯片的温度与击穿电压的关系曲线进行显示。3.根据权利要求2所述的一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统，其特征在于：所述测试中心还包括存储模块，用于对于每一温度下的击穿电压数据以及温度与击穿电压的关系曲线进行保存。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种IGBT芯片的PN结击穿电压测试系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：S1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李为民，
申请(专利权)人：四川蓝芯微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51