In the example described for measuring the drain voltage of the drain terminal (106) of a high voltage transistor (M0) during switching, the measuring circuit includes an attenuator circuit (102) and a differential amplifier (124), and an attenuator circuit (102) is used to generate an attenuator output signal (VDCLAMP), which is denoted as a VDCLAMP. When the high voltage transistor (M0) is turned on, the voltage at both ends of the high voltage transistor (M0) and the differential amplifier (124) are used to provide an amplified sensing voltage signal (VO) according to the attenuator output signal (VDCLAMP). The attenuator circuit (102) includes a clamp transistor (M1), which is coupled with a leakage terminal (106) of a high voltage transistor (M0) to provide a sensing signal (VSENSE) to the first internal node (110); a resistance divider circuit (116), which provides a attenuator output signal (VDCLAMP) based on a sensing signal (VSENSE); and a first clamp circuit (Z1) for use. When the high voltage transistor (M0) is turned off, the sensing signal voltage (VSENSE) is limited.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高分辨率功率电子器件测量
本专利技术一般涉及测量晶体管操作特性，并且更具体地涉及在切换期间测量高压晶体管两端的电压以确定切换期间的导通状态阻抗的系统和电路。
技术介绍
由于高击穿电压和低导通状态电阻以及降低的传导损耗，氮化镓(GaN)和氮化铝镓(AlGaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)、碳化硅(SiC)和其他高压晶体管在高压电源转换应用中变得流行。在某些动态条件下，AlGaN/GaNHEMT中的电子俘获导致电流崩塌和增加的漏-源导通状态电阻(RDSON)。但是，测量HEMT的动态RDSON性能很困难。通过半导体测试仪器进行的测量不能模拟实际功率电子器件电路中的真实器件状态。例如，典型功率转换器中的开关晶体管在导通之前经历硬切换转换。晶体管也以高频(通常为数百KHz)切换，且因此测量需要在导通后的非常短的时间内反映RDSON值，例如在某些情况下为微秒。这些状况很难在半导体测试仪器中复制，特别是对于测试多个器件。因此，需要用于在实际功率电子器件电路的操作状况下测量动态RDSON的改进的电路和技术，特别是对于诸如高压AlGaN/GaN和SiC晶体管的HEMT。一种方法...
【技术保护点】
1.一种测量电路，用于在切换期间测量高压晶体管的漏极端子的电压，所述测量电路包括：衰减器电路，其用于在所述高压晶体管导通时产生表示所述高压晶体管两端的电压的衰减器输出信号，所述衰减器电路包括：钳位晶体管，其具有通过第一电阻器与所述高压晶体管的所述漏极端子耦合的第一端子，用于向第一内部节点提供感测信号的第二端子，以及控制端子，偏置电路，其用于基于第一电源电压向所述控制端子提供第一偏置信号，以在所述高压晶体管导通时导通所述钳位晶体管，第一分压器电路，其包括：衰减器输出节点，以基于来自所述钳位晶体管的所述感测信号提供所述衰减器输出信号；耦合在所述第一内部节点和所述衰减器输出节点之...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.02 US 15/058,4441.一种测量电路，用于在切换期间测量高压晶体管的漏极端子的电压，所述测量电路包括：衰减器电路，其用于在所述高压晶体管导通时产生表示所述高压晶体管两端的电压的衰减器输出信号，所述衰减器电路包括：钳位晶体管，其具有通过第一电阻器与所述高压晶体管的所述漏极端子耦合的第一端子，用于向第一内部节点提供感测信号的第二端子，以及控制端子，偏置电路，其用于基于第一电源电压向所述控制端子提供第一偏置信号，以在所述高压晶体管导通时导通所述钳位晶体管，第一分压器电路，其包括：衰减器输出节点，以基于来自所述钳位晶体管的所述感测信号提供所述衰减器输出信号；耦合在所述第一内部节点和所述衰减器输出节点之间的第一分压器电阻器；以及耦合在所述衰减器输出节点和恒定电压节点之间的第二分压器电阻器，以及齐纳二极管，其耦合在所述第一内部节点和所述恒定电压节点之间，以在所述高压晶体管关断时限制所述第一内部节点和所述恒定电压节点之间的电压；以及差分放大器，其包括：与所述衰减器输出节点耦合的第一输入端，以接收所述衰减器输出信号；与参考电压节点耦合的第二输入端；以及用于提供表示当所述高压晶体管导通时所述高压晶体管两端的电压的放大的感测电压信号的输出端。2.根据权利要求1所述的测量电路，其进一步包括钳位电路以调节所述衰减器输出信号，所述钳位电路包括：第二分压器电路，其包括耦合在第二电源电压和第二内部节点之间的第三分压器电阻器，以及耦合在所述第二内部节点和所述恒定电压节点之间的第四分压器电阻器；以及二极管，其用于限制所述衰减器输出节点的电压，所述二极管包括与所述衰减器输出节点耦合的阳极，以及与所述第二内部节点耦合的阴极。3.根据权利要求2所述的测量电路，其进一步包括补偿电容器以补偿所述差分放大器的所述第一输入端的电容，所述补偿电容器包括连接到所述第一内部节点的第一端子，以及连接到所述衰减器输出节点的第二端子。4.根据权利要求3所述的测量电路，其中所述第一分压器电阻器是可调节的。5.根据权利要求4所述的测量电路，其中所述偏置电路包括耦合在所述第一电源电压和所述钳位晶体管的所述控制端子之间的第二电阻器，耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的第三电阻器，以及耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的偏置电路电容器，以在所述高压晶体管的切换期间减小所述钳位晶体管的所述控制端子上的电压尖峰。6.根据权利要求3所述的测量电路，其中所述偏置电路包括耦合在所述第一电源电压和所述钳位晶体管的所述控制端子之间的第二电阻器，耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的第三电阻器，以及耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的偏置电路电容器，以在所述高压晶体管的切换期间减小所述钳位晶体管的所述控制端子上的电压尖峰。7.根据权利要求2所述的测量电路，其中所述第一分压器电阻器是可调节的。8.根据权利要求2所述的测量电路，其中所述偏置电路包括耦合在所述第一电源电压和所述钳位晶体管的所述控制端子之间的第二电阻器，耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的第三电阻器，以及耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的偏置电路电容器，以在所述高压晶体管的切换期间减小所述钳位晶体管的所述控制端子上的电压尖峰。9.根据权利要求1所述的测量电路，其进一步包括补偿电容器以补偿所述差分放大器的所述第一输入端的电容，所述补偿电容器包括连接到所述第一内部节点的第一端子，以及连接到所述衰减器输出节点的第二端子。10.根据权利要求9所述的测量电路，其中所述第一分压器电阻器是可调节的。11.根据权利要求9所述的测量电路，其中所述偏置电路包括耦合在所述第一电源电压和所述钳位晶体管的所述控制端子之间的第二电阻器，耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的第三电阻器，以及耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间偏置电路电容器，以在所述高压晶体管的切换期间减小所述钳位晶体管的所述控制端子上的电压尖峰。12.根据权利要求1所述的测量电路，其中所述第一分压器电阻器是可调节的。13.根据权利要求12所述的测量电路，其中所述偏置电路包括耦合在所述第一电源电压和所述钳位晶体管的所述控制端子之间的第二电阻器，耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的第三电阻器，以及耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的偏置电路电容器，以在所述高压晶体管的切换期间减小所述钳位晶体管的所述控制端子上的电压尖峰。14.根据权利要求1所述的测量电路，其中所述偏置电路包括耦合在所述第一电源电压和所述钳位晶体管的所述控制端子之间的第二电阻器，耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的第三电阻器，以及耦合在所述钳位晶体管的所述控制端子和所述恒定电压节点之间的偏置电路电容器，以在所述高压晶体管的切换期间减小所述钳位晶体管的所述控制端子上的电压尖峰。15.一种用于在切换期间确定高压晶体管的导通状态阻抗的系统，所述系统包括：测试电路，其用于接收所述高压晶体管；驱动电路，其用于向所述高压晶体管的栅极控制端子提供切换控制信号，以交替地传导和阻断来自所述测试电路中的高压电源的电流；电流感测电路，其用于提供表示在所述高压晶体管中流动的电流的电流感测信号；衰减器电路，其用于在所述高压晶体管导通时产生表示所述高压晶体管两端的电压的衰减器输出信号，所述衰减器电路包括：钳位晶体管，其具有通过第一电阻器与所述高压晶体管的漏极端子耦合的第一端子，用于向第一内部节点提供感测信号的第二端子，以及控制端子，偏置电路，其用于基于第一电源电压向所述控制端子提供第一偏置信号，以在所述高压晶体管导通时导通所述钳位晶体管，第一分压器电路，其包括：衰减器输出节点，以基于来自所述钳位晶体管的所述感测信号提供所述衰减器输出信号；耦合在所述第一内部节点和所述衰减器输出节点之间的第一分压器电阻器；以及耦合在所述衰减器输出节点和恒定电压节点之间的第二分压器电阻器，以及齐纳二极管，其耦合在所述第一内部节点和所述恒定电压节点之间，以在所述高压晶体管关断时限制所述第一内部节点和所述恒定电压节点之间的电压；差分放大器，其包括：与所述衰减器输出节点耦合的第一输入端，以接收所述衰减器输出信号；与参考电压节点耦合的第二输入端；以及用于提供表示当所述高压晶体管导通时所述高压晶体管两端的电压的放大的感测电压信号的输出端；以及分析系统，其包括至少一个处理器，以基于所述电流感测信号的斜率和所述放大的感测电压信号的斜率来计算导通状态阻抗值。16.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·巴尔，G·L·史密斯，D·瑞兹弗拉瑞斯，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。