大功率半导体管测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于半导体器件的特性测试技术，涉及一种大功率半导体管测试方法及装置。其方法是设置一个三角波源，三角波源的输出部分经过放大电路与驱动电路连接，驱动电路驱动二极被测件，二极被测件与电流测量模块和电压测量模块连接，有一个通量储存电路为驱动电路连接提供测量所需的大能量；此外还设置有对测试过程进行控制的工控机，工控机通过逻辑控制模块向放大电路输出一个脉冲控制信号，该脉冲控制信号使放大电路输出脉冲的三角波。本发明专利技术在对大功率半导体管进行测试时，其功率消耗低、测量系统发热小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件的特性测试技术，涉及一种大功率半导体管测试方法及装置。
技术介绍
传统的大功率半导体管特性测试基本上采用连续的驱动源(集电极源、基极源)，被测件和测试装置系统两部分的功耗和发热都较大，这也限制了对大功率管特别是100A以上大电流半导体管的特性测试。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种功率消耗低，测量系统发热小的大功率半导体管测试装置。本专利技术的大功率半导体管测试方法用于二极半导体管测试的技术方案是设置一个三角波源，三角波源的输出部分经过放大电路与驱动电路连接，驱动电路驱动二极被测件，二极被测件与电流测量模块和电压测量模块连接，有一个通量储存电路为驱动电路连接提供测量所需的大能量；此外还设置有对测试过程进行控制的工控机，工控机通过逻辑控制模块向放大电路输出一个脉冲控制信号，该脉冲控制信号使放大电路输出脉冲的三角波。本专利技术的大功率半导体管测试方法用于三极半导体管测试的技术方案是设置一个三角波源，三角波源的输出部分经过放大电路与驱动电路连接，驱动电路驱动三极被测件，三极被测件与电流测量模块和电压测量模块连接，有一个通量储存电路为驱动电路连接提供测量所需的大能量；设置一个阶梯波源，阶梯波源输出到被测件的栅极或基极；此外，还设置有对测试过程进行控制的工控机，工控机通过逻辑控制模块向放大电路输出一个脉冲控制信号，该脉冲控制信号使放大电路输出脉冲的三角波；工控机还通过逻辑控制模块向阶梯波源输出一个脉冲控制信号，该脉冲控制信号使阶梯波源输出一个脉冲的阶梯波。本专利技术的大功率半导体测试装置用于二极半导体管测试的技术方案是该装置包括一个三角波源，三角波源的输出部分经过一个放大电路与一个驱动电路连接，驱动电路连接二极被测件，二极被测件还连接有电流测量模块和电压测量模块，有一个能量储存电路与驱动电路连接；该装置还包括有一个工控机，工控机通过一个逻辑控制模块与放大电路连接，以向放大电路输出可使放大电路输出脉冲三角波的脉冲控制信号。本专利技术的大功率半导体测试装置用于三极半导体管测试的技术方案是该装置包括一个三角波源，三角波源的输出部分经过一个放大电路与一个驱动电路连接，驱动电路连接三极被测件，二极被测件还连接有电流测量模块和电压测量模块，有一个能量储存电路与驱动电路连接；该装置还包括还包括有一个工控机，工控机通过一个逻辑控制模块与放大电路连接，以向放大电路输出可使放大电路输出脉冲三角波的脉冲控制信号；工控机还连接有一个阶梯波源，它控制阶梯波源向三极被测件的基极或栅极输出脉冲阶梯波。本专利技术装置的上述两个技术方案中，连接在三角波源与驱动电路之间的放大电路包括有运放电路U1、模拟开关U2、模拟开关U3A和U3B、滤波电路U4A和U4B、放大器U5A和U5B。针对被测件极性(PNP或NPN)的不同，三角波源至驱动电路的连接线路有两条一条依次经过运放电路U1、模拟开关U2、模拟开关U3A、滤波电路U4A、放大器U5A连接到驱动电路；另一条依次经过运放电路U1、模拟开关U2、模拟开关U3B、滤波电路U4B、放大器U5B连接到驱动电路。本专利技术的装置用于三极半导体管测试的技术方案中，所述的驱动电路包括有作为驱动管的大功率场效应管V，场效应管的栅极与放大电路的输出部分连接，场效应管V的漏极与电源输出端连接，场效应管的源极经过储能电容与电源反回端连接，被测件连接在储能电容的两极之间，阶梯波源连接在三极被测件的基极或栅极。为了适应被测件的不同极性(PNP或NPN)，在被测件的两个测试极之前还可设置有可转换接线方向的转换触点。本专利技术的装置用于二极半导体管测试的技术方案中，所述的驱动电路包括有作为驱动管的大功率场效应管V，场效应管的栅极与放大电路的输出部分连接，场效应管V的漏极与电源输出端及储能电容的正极连接，储能电容的负极连接电源返回端，二极被测件的两个测试极分别连接储能电容的负极和场效应管的V的源极。为了适应被测件的不同极性(PNP或NPN)，在被测件的两个测试极之前还可设置有可转换接线方向的转换触点。本专利技术能有效地防止测试系统集电极源部分驱动大功率管的过热问题。在测量三极大功率管时，大功率驱动电源可采用连续的三角波，将储能电容接在驱动管的S极，基极采用脉冲源，这样，系统的驱动管就不用通过大电流，仅需给电容提供约不超过10A的充电电流，使驱动管的发热量大大降低；而在测大功率二极管等两极半导体管时，用大电流继电器将储能电容接到驱动管的D极，驱动源采用占空比较小的脉冲三角波，使发热量减到最小。附图说明图1是本专利技术方法及装置用于二极半导体管测试的原理框图；图2是本专利技术方法及装置用于三极半导体管测试的原理框图； 图3是本专利技术装置的放大电路原理图；图4是本专利技术装置用于二极半导体管测试时的驱动电路原理图；图5是本专利技术装置用于三极半导体管测试时的驱动电路原理图。具体实施例方式如图1、图2所示，在对大功率管进行测试时，工控机产生一种增益可程控的三角波，此三角波作为大功率管的集电极(漏极)扫漏电压(0～±2V)，三角波发生器主要由工控机软件仿真，经D/A转换三角波，三角波的增益调节，又由D/A的参考电平VREF的变化来实现。这样一种增益可调节的三角波经放大器以及相关逻辑控制，如在二极管测试时需形成脉冲，在三极管测试时三角波直接经过放大电路，逻辑控制模块还对NPN、PNP极性进行控制，后经驱动电路，将能量存储电路形成的大能量，按照放大电路的波形送至被测件，最后经电压/电流采样电路，送至工控机取样、处理、保存等。图3足放大器的电路结构示意图。这部分电路由大电流脉冲形成电路、脉冲滤波电路、大电流驱动电路、大功率MOSFETS电路、大电流输出电路等组成。在大功率二极管测试时，三角波经运放U1和模拟开关U2，U3A(正极性)，U3B(负极性)以及与门U6，产生大电流脉冲三角波；在大功率三极管测试时，三角波直接通过U1、U2、U3。脉冲三角波或连续三角波经U4A(4B)滤波，再经U5A(5B)x15倍增益的放大器放大，驱动后续的大功率MOS(绝缘栅)场效应管。如图4、图5所示，驱动电路可由一只45V/5A的变压器，经整流滤波电路形成60VHC电源，再经能量储存电路，即2只并联的储能电容(C10000μF/100V)储能，此电容C在测三极管时通过继电器K3接至2点(MOS管的s极)，如图5所示。在测二极管时通过继电器K3接至1点(MOS管的d极)，如图4所示。大功率驱动管由两只1XFN180N10绝缘栅场效应管并联组成，整个扫描电压的增益通过放大器的Rf进行闭环控制。极性控制电路由继电器转换触点K1和K2来完成。当被测件为正极性时，电容C上的高能电量经驱动管V经K1接至1点，经串联电阻R串，送至插座C，经被测件回流至插座E，经取样电阻RS至K2的触点2；当被测件为负极性时，电容C上的高能电量，经驱动管V，此时K1接2点，经取样电阻RS接至插座E，经被测件回流至插座C，经串联电阻R串，至K2的触点1，最后回到变压器的返回端60VHCRTN，完成测试任务，其中，附有电压、电流取样电路。权利要求1.一种大功率半导体管测试方法，其特征是设置一个三角波源，三角波源的输出部分经过放大电路与驱动电路连接，驱动电路驱动二极被测件，二极被测件与电流测量模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率半导体管测试方法，其特征是：设置一个三角波源，三角波源的输出部分经过放大电路与驱动电路连接，驱动电路驱动二极被测件，二极被测件与电流测量模块和电压测量模块连接，有一个通量储存电路为驱动电路连接提供测量所需的大能量；此外还设置有对测试过程进行控制的工控机，工控机通过逻辑控制模块向放大电路输出一个脉冲控制信号，该脉冲控制信号使放大电路输出脉冲的三角波。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋云衢，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]