用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路，包括：高压阻断子电路、稳压子电路、防振荡子电路、滤波子电路和FPGA主控电路，具有低测量延时的特点。本发明专利技术还公开了一种用于测试氮化镓HEMT动态电阻的测试条件可控装置，包括用于测试氮化镓HEMT动态电阻的电压钳位电路、电压应力控制电路、电流控制电路、开关模式控制电路、封装温度控制电路，在满足检测延时大大降低的前提下，还能够对检测过程中各种因素进行控制，为检测动态电阻的准确性提供保障。本发明专利技术还公开了一种用于测试氮化镓HEMT动态电阻的测试系统，能够为检测动态电阻还原真实的应用环境，从而完成对动态电阻的准确性观测。

Voltage clamp circuit, device and system for testing dynamic resistance of wide band gap semiconductor switching devices

【技术实现步骤摘要】
用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路、装置及系统
本专利技术属于宽禁带半导体的动态电阻检测
，具体涉及一种用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路、装置及系统。
技术介绍
被称为第三代半导体材料的宽禁带半导体氮化镓HEMT，如氮化镓HEMT(即氮化镓高电子迁移率开关管)，其是一种新型的半导体氮化镓HEMT，由于其在设计高效功率开关变换器方面性能优于传统硅氮化镓HEMT，因此，其在电力电子领域具有广阔的应用前景。然而，氮化镓HMET在使用的过程中，存在造成其性能退化的因素，具体为氮化镓HEMT的动态电阻的变化就是造成其性能退化的原因之一。由于氮化镓HEMT关断状态下需要承受高压应力，因此造成氮化镓HEMT的电子被俘获在界面、介质层及缓冲层中，从而，在氮化镓HEMT开始导通的一段时间内会观测到其导通电阻明显高于稳定状态下的导通电阻。随着导通状态下氮化镓HEMT的高压应力解除，氮化镓HEMT中被俘获的电子被释放，从而导通电阻逐渐下降，直至不再变化。在上述过程中，氮化镓HEMT的动态电阻变化会造成其在实际应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路，其特征在于，包括：/n高压阻断子电路，与待测氮化镓HEMT串联，用于阻断所述待测氮化镓HEMT在关断状态下的漏源电压；/n稳压子电路，与所述高压阻断子电路串联，用于消除开关瞬变过程中钳位电压出现的尖峰；/n防振荡子电路，与所述稳压子电路并联，用于限制开关噪声带来的钳位电压振荡；/n滤波子电路，与所述稳压子电路并联，用于滤除整个电路在开关过程中产生的高频噪声；/nFPGA主控电路，与所述高压阻断子电路连接，通过输出预设精度的驱动信号以提高所述高压阻断子电路的开关时间，进而降低测量过程中的延时，同时通过所述滤波子电路将通带截止频率设定在上...

【技术特征摘要】
1.一种用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路，其特征在于，包括：
高压阻断子电路，与待测氮化镓HEMT串联，用于阻断所述待测氮化镓HEMT在关断状态下的漏源电压；
稳压子电路，与所述高压阻断子电路串联，用于消除开关瞬变过程中钳位电压出现的尖峰；
防振荡子电路，与所述稳压子电路并联，用于限制开关噪声带来的钳位电压振荡；
滤波子电路，与所述稳压子电路并联，用于滤除整个电路在开关过程中产生的高频噪声；
FPGA主控电路，与所述高压阻断子电路连接，通过输出预设精度的驱动信号以提高所述高压阻断子电路的开关时间，进而降低测量过程中的延时，同时通过所述滤波子电路将通带截止频率设定在上升沿频率附近，以抑制开关瞬变过程中的谐波，并且所述防振荡子电路抑制钳位电压尖峰的出现，实现短时间内对氮化镓HEMT的动态电阻的漏源电压钳位在预定范围。


2.如权利要求1所述的用于测试氮化镓HEMT动态电阻的电压钳位电路，其特征在于：
所述高压阻断子电路具体为氮化镓高速开关管Q2，并且其栅极通过开关管驱动芯片和栅极驱动电阻驱动。


3.如权利要求1所述的用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路，其特征在于：
所述防振荡子电路具体包括第一肖特基二极管D1、第二肖特基二极管D2、第三肖特基二极管D3和第四肖特基二极管D4；
所述第一肖特基二级管D1与第二肖特基二极管D2同向串联，形成第一支路；
所述第三肖特基二极管D3与第四肖特基二极管D4同向串联，形成第二支路；
所述第一子路与所述第二支路反向并联。


4.如权利要求1所述的用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路，其特征在于：
所述稳压子电路包括串联的稳压管ZD1和电阻R3。


5.一种用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的测试条件可控装置，其特征在于，包括：
权利要求1-4任意一项所述的用于测试氮化镓HEMT动态电阻的电压钳位电路，并联在待测氮化镓HEMT的源极与漏极之间，用于在短时间内将待测氮化镓HEMT在关断状态下的漏源电压钳位在预定范围；
所述电压应力控制电路，并联在待测氮化镓HEMT的漏极与参考地之间，用于对电压应力的大小和施加时间的控制；
所述电流控制电路，并联在待测氮化镓HEMT的漏极与参考地之间，用于对电流应力大小的控制；
所述开关模式控制电路，并联在待测氮化镓HEMT的漏极与参考地之间，用于对软硬开关模式的切换；
所述封装温度控制电路，与待测氮化镓HEMT的栅极连接，用于对待测氮化镓HEMT的封装表面温度的检测与控制；
在所述FPGA主控电路的作用下，所述电压应力控制电阻通过程控高压直流源控制电压大小，通过其内部半桥子电路实现应力时间的控制，为待测氮化镓HEMT提供期望的电压应力条件；所述电流控制电路通过开关管调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘扬，王自鑫，王帅兵，蔡英明，黄伟昊，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44