一种RBDT动态特性测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于功率半导体器件特性测试领域，具体涉及一种RBDT动态特性测试装置及测试方法，装置包括：Marx发生器，包括待测RBDT的脉冲放电电路，充电器，第一限流电阻，第一二极管；充电器控制对Marx发生器和脉冲放电电路的充电；Marx发生器串联待测RBDT构成环路，在充电之后向待测RBDT输出不同的触发电压脉冲；第一限流电阻和第一二极管设置于Marx发生器和待测RBDT构成的环路上，防止待测RBDT的脉冲电路对Marx发生器的工作产生影响，同时保护Marx发生器上面的开关器件。本发明专利技术通过改变对Marx发生器控制方式输出不同动态特性的触发电压脉冲，准确地得到反应RBDT动态特性的波形参数。

【技术实现步骤摘要】
一种RBDT动态特性测试装置及测试方法
本专利技术属于功率半导体器件特性测试领域，更具体地，涉及一种RBDT动态特性测试装置及测试方法。
技术介绍
脉冲功率技术是指在较长的时间内存储起来，然后通过开通器件将储存起来的能量在很短的时间内释放到负载上，产生高功率电脉冲的电物理技术，在高功率微波、核物理技术、污水净化等领域有广泛应用；现有技术中的脉冲功率发生电路的储能方式多以电容储能和电感储能为主。在脉冲功率系统中，常用的一般为气体开关和液体开关，例如火花间隙、闸流管和油浸式开关，这些开关耐压高、通流大，但是工作不稳定，寿命低和工作频率低。随着近年来半导体开关的发展迅速，越来越多的半导体开关被应用到脉冲功率应用上，如电力电子中的晶闸管、绝缘栅双极性晶体管。这些开关工作频率高，工作稳定和寿命长，但是耐压低通流能力较弱。为了适应脉冲功率技术的发展，专门应用于脉冲功率技术的脉冲功率半导体器件也得到进一步的研究，例如RBDT(reverseblockingdiodethyristor，反向阻断晶体管晶闸管)。RBDT是一种电压触发型半导体器件，其为两端器件，具有阳极和阴极，没有专门用于触发开通或关断的端口。RBDT的触发过程是给RBDT正向施加一个上升速率较大的电压脉冲，在施加触发电压之后，RBDT可以在极短的时间内导通。RBDT为一种半导体器件，具有通流能力强、可靠性高和体积小等优点。目前已有的RBDT测试电路都是利用开关闭合导通后，电容上的电压瞬间施加到RBDT上，以此来触发开通RBDT，为了输出峰值较大的电压脉冲，一般还会使用变压器。这种测试电路一般无法改变部分输出电压参数，例如改变输出电压上升速率时，无法保证输出电压峰值保持不变。这种测试电路无法全面准确地测得反映RBDT动态特性的波形及其参数。
技术实现思路
本专利技术提供一种RBDT动态特性测试装置及测试方法，用以解决现有的RBDT测试电路无法输出所需的各种参数要求的RBDT触发信号进而导致不能全面且准确的反映RBDT动态特性的波形及其参数的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种RBDT动态特性测试装置，包括：Marx发生器，包括待测RBDT的脉冲放电电路，充电器，第一限流电阻，第一二极管；其中，所述充电器用于控制对所述Marx发生器和所述脉冲放电电路的充电过程并进行充电；所述Marx发生器串联所述待测RBDT构成环路，用于在所述充电之后向所述待测RBDT输出不同动态特性的触发电压脉冲；所述脉冲放电电路用于当所述待测RBDT在所述触发电压脉冲的触发下开通后进行放电，放电电流流经所述待测RBDT，以进行待测RBDT动态特性分析，所述第一限流电阻和所述第一二极管均设置于所述Marx发生器和所述待测RBDT构成的环路上，所述第一二极管用于防止所述待测RBDT开通前所述脉冲放电电路向所述Marx发生器放电，所述第一限流电阻用于在RBDT开通时避免Marx发生器内部的开关器件流过过大的电流而损坏；所述动态特性包括所述触发电压脉冲的上升速率、幅值和脉宽。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出的测试装置，利用的Marx发生器的原理，通过改变对其的控制方式，可以输出一定峰值电压下不同电压上升速率的输出波形，或者相同电压上升速率下不同峰值电压的输出波形，同时测试装置不会对被测波形产生干扰，可以准确地得到的RBDT反应动态特性的波形参数。而现有测试方法输出的触发电压波形部分参数无法满足要求的情况，例如改变输出的电压上升速率时，其输出电压也会跟随变化，这不利于对RBDT动态特性做一个精确地测试。因此，本专利技术引入Marx发生器，解决了现有的RBDT测试电路无法输出所需的各种参数要求的RBDT触发信号进而导致不能全面且准确的反映RBDT动态特性的波形及其参数的技术问题。上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步地，所述Marx发生器包括：第一控制模块，一一对应的n个第一驱动模块、n个第一开关器件和n个第一储能电容，多个第二限流电阻，以及多个第二二极管；其中，所述第一控制模块用于分别独立地向n个第一驱动模块发送控制信号以驱动n个第一开关器件在对应开通时刻开通；；各时刻下，各开通的第一开关器件所对应的第一储能电容之间串联并向所述待测RBDT输出触发电压；所述多个第二限流电阻用于在所述n个第一开关器件均断开且所述充电器同时向所述n个第一储能电容充电时，限制每个第一储能电容的充电电流；另外在所述充电之后且存在第一开关器件开通时，限制各所述第一储能电容放电，防止开通的第一开关器件因第一储能电容放电电流过大而损坏；所述多个第二二极管用于防止在存在多个第一开关器件开通时该多个第一开关器件所对应的多个第一储能电容之间构成放电环路而影响所述第一控制模块的控制精度。本专利技术的进一步有益效果是：根据实际需要，通过改变各储能电容的充电电压大小和/或各时刻的开关开通个数来输出所需的触发电压幅值，通过选用不同触发开通时刻的及时开通开关或者控制各及其开通开关的开通时间来实现所需上升速率的电压脉冲。进一步，所述Marx发生器输出的所述触发电压脉冲的脉宽大于所述脉冲放电电路输出的电流脉冲的脉宽。本专利技术的进一步有益效果是：为了减弱Marx发生器对RBDT测试结果的影响，Marx发生器输出的电压脉冲的脉宽需要大于装置中脉冲放电电路输出的电流脉冲的脉宽，这可以避免Marx发生器中所有开关器件关断时，电路突然的改变给RBDT特性测试带来电磁干扰。进一步，所述第一限流电阻的阻值基于所述Marx发生器输出的所述触发电压脉冲的峰值电压和脉宽确定。本专利技术的进一步有益效果是：当Marx发生器输出的触发电压脉冲脉宽较大时，Marx发生器的输出端需串联一个电阻Rlimit，防止RBDT触发开通之后Marx发生器中开通的开关器件因为流过的电流过大而损坏。进一步，所述脉冲放电电路包括：串联并构成环路的第二储能电容、负载电阻、第三二极管和所述待测RBDT；且当所述第二储能电容放电时，所述脉冲放电电路在负载电阻上形成电流脉冲。进一步，所述充电器包括：第二控制模块，第二驱动模块，与每个所述第一储能电容均串联的第一充电电路，第三驱动模块，以及与所述第二储能电容串联的第二充电电路；所述第二控制模块用于在动态测试之前，向第二驱动模块发送驱动信号，以导通所述第一充电电路而使其向各所述第一储能电容充电，以及向第三驱动模块发送驱动信号，以导通所述第二充电电路而使其向所述第二储能电容充电。进一步，所述第一充电电路包括：串联且与每个所述第一储能电容均构成环路的第二开关器件、第一电源和第三限流电阻，其中，所述第二开关器件由所述第二驱动模块驱动开通；所述第二充电电路包括：串联且与所述第二储能电容构成环路的第三开关器件、第二电源和第四限流电阻，其中，所述第三开关器件由所述第三驱动模块驱动开通。进一步，所述充电电压根据实际所需的触发电压幅值确定。进一步，所述第一控制模块与每个所述第一驱动模块之间设有干扰隔离元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RBDT动态特性测试装置，其特征在于，包括：Marx发生器，包括待测RBDT的脉冲放电电路，充电器，第一限流电阻，第一二极管；/n其中，所述充电器用于控制对所述Marx发生器和所述脉冲放电电路的充电过程并进行充电；所述Marx发生器串联所述待测RBDT构成环路，用于在所述充电之后向所述待测RBDT输出不同动态特性的触发电压脉冲；所述脉冲放电电路用于当所述待测RBDT在所述触发电压脉冲的触发下开通后进行放电，放电电流流经所述待测RBDT，以进行待测RBDT动态特性分析，所述第一限流电阻和所述第一二极管均设置于所述Marx发生器和所述待测RBDT构成的环路上，所述第一二极管用于防止所述待测RBDT开通前所述脉冲放电电路向所述Marx发生器放电，所述第一限流电阻用于在RBDT开通时避免Marx发生器内部的开关器件流过过大的电流而损坏/n所述动态特性包括所述触发电压脉冲的上升速率、幅值和脉宽。/n

【技术特征摘要】
1.一种RBDT动态特性测试装置，其特征在于，包括：Marx发生器，包括待测RBDT的脉冲放电电路，充电器，第一限流电阻，第一二极管；
其中，所述充电器用于控制对所述Marx发生器和所述脉冲放电电路的充电过程并进行充电；所述Marx发生器串联所述待测RBDT构成环路，用于在所述充电之后向所述待测RBDT输出不同动态特性的触发电压脉冲；所述脉冲放电电路用于当所述待测RBDT在所述触发电压脉冲的触发下开通后进行放电，放电电流流经所述待测RBDT，以进行待测RBDT动态特性分析，所述第一限流电阻和所述第一二极管均设置于所述Marx发生器和所述待测RBDT构成的环路上，所述第一二极管用于防止所述待测RBDT开通前所述脉冲放电电路向所述Marx发生器放电，所述第一限流电阻用于在RBDT开通时避免Marx发生器内部的开关器件流过过大的电流而损坏
所述动态特性包括所述触发电压脉冲的上升速率、幅值和脉宽。


2.根据权利要求1所述的一种RBDT动态特性测试装置，其特征在于，所述Marx发生器包括：第一控制模块，一一对应的n个第一驱动模块、n个第一开关器件和n个第一储能电容，多个第二限流电阻，以及多个第二二极管；
其中，所述第一控制模块用于分别独立地向n个第一驱动模块发送控制信号以驱动n个第一开关器件在对应开通时刻开通；各时刻下，各开通的第一开关器件所对应的第一储能电容之间串联并向所述待测RBDT输出触发电压；
所述多个第二限流电阻用于在所述n个第一开关器件均断开且所述充电器同时向所述n个第一储能电容充电时，限制每个第一储能电容的充电电流；另外在所述充电之后且存在第一开关器件开通时，限制各所述第一储能电容放电，防止开通的第一开关器件因第一储能电容放电电流过大而损坏；所述多个第二二极管用于防止在存在多个第一开关器件开通时该多个第一开关器件所对应的多个第一储能电容之间构成放电环路而影响所述第一控制模块的控制精度。


3.根据权利要求1所述的一种RBDT动态特性测试装置，其特征在于，所述Marx发生器输出的所述触发电压脉冲的脉宽大于所述脉冲放电电路放电所输出的电流脉冲的脉宽。


4.根据权利要求1所述的一种RBDT动态特性测试装置，其特征在于，所述第一限流电阻的阻值基于所述Marx发生器输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁琳，皮意成，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42