功率晶体管测试系统和测试方法技术方案

本发明专利技术提供一种功率晶体管的测试系统和测试方法，功率晶体管测试系统包括：第一驱动模块，第二驱动模块，等效寄生参数模块，供电电源，第一电感，第二电感，第一开关，第二开关，第一NMOS管，第二NMOS管；功率晶体管测试系统还包括温控装置，第三NMOS管，第三驱动模块，第四NMOS管及第四驱动模块；功率晶体管的测试系统可以测试功率晶体管或并联晶体管的体二极管反向恢复特性、大电流开启和大电流关断特性或直通上电耐抗短路特性，也可以测试高低温对上述特性的影响；本发明专利技术的功率晶体管的测试系统的电路参数可调整，可测试可调参数对功率晶体管特性的影响；位于下半桥的晶体管，不易受外界干扰，方便测试。方便测试。方便测试。

【技术实现步骤摘要】
功率晶体管测试系统和测试方法


[0001]本专利技术涉及芯片封测领域，特别是涉及一种功率晶体管的测试系统和测试方法。

技术介绍

[0002]功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。功率半导体可以分为功率IC和功率分立器件两大类，其中功率分立器件主要包括二极管、晶闸管、晶体管等产品，晶体管又主要包括MOSFET、IGBT等。功率半导体被广泛应用于工业控制、消费电子、新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等领域。针对不同的市场领域及拓扑结构对功率器件的要求不同，功率器件的参数是基于一定的外部环境测试得来，为了评估功率器件在实际应用中的开启过程、导通过程、关闭过程、二极管反向恢复特性、抗短路能力等特性，迫切需求一种功率晶体管测试系统。
[0003]传统二极管测试系统示意图如图1所示，反向恢复特性波形图如图2所示，栅源电压Vgs第一个脉冲使下管导通，电源电压VDD加在负载电感上，负载电感电流上升；第一个脉冲结束时下管关断，负载电流由上管二极管续流；第二个脉冲时下管再次导通，上管二极管进入反向恢复，反向恢复电流Irr流过下管，示波器可以观察到上管二极管反向恢复电流Irr、上管栅源电源Vgs。应用环境中的寄生电感、寄生电阻及驱动电路参数等对二级管反向恢复特性有明显的影响。但传统二极管反向恢复测试系统，无法改变应用环境的等效寄生电感、等效寄生电阻、驱动电路参数，且被测二极管特性晶体管被固定在上管，源极电位变化较大，示波器测试Vgs电压等共模干扰较大。因此如何提出一种能够改变电路参数且方便测试干扰较小的功率晶体管测试系统已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种功率晶体管的测试系统和测试方法，用于解决现有技术中不能改变电路的参数，测试干扰大的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种功率晶体管的测试系统，所述功率晶体管测试系统包括：第一驱动模块，第二驱动模块，等效寄生参数模块，供电电源，第一开关，第二开关，第一电感，第二电感，第一NMOS管和第二NMOS管；
[0006]所述第一NMOS管、所述第二NMOS管和所述等效寄生参数模块串联后并联于所述供电电源的两端；
[0007]所述第一驱动模块连接于所述第一NMOS管的栅极，用于控制所述第一NMOS管的状态；
[0008]所述第一开关和所述第一电感串联后并联于所述第一NMOS管的源极和漏极之间；
[0009]所述第二驱动模块连接于所述第二NMOS管的栅极，用于控制所述第二NMOS管的状态；
[0010]所述第二开关和所述第二电感串联后并联于所述第二NMOS管的源极和漏极之间。
[0011]可选地，所述功率晶体管测试系统还包括第三NMOS管，第三驱动模块，第四NMOS管
及第四驱动模块；
[0012]所述第三NMOS管的漏极和所述第一NMOS管的漏极连接，所述第三NMOS管的源极和所述第一NMOS管的源极连接；所述第四NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极连接，所述第四NMOS管的源极和所述第二NMOS管的源极连接；
[0013]所述第三NMOS管与所述第一NMOS管的尺寸及材料均相同，所述第四NMOS管与所述第二NMOS管的尺寸及材料均相同。
[0014]可选地，各驱动模块包括驱动芯片及驱动电路；所述驱动芯片提供驱动信号；所述驱动电路连接于所述驱动芯片的输出端，基于所述驱动信号驱动对应晶体管的栅极。
[0015]可选地，所述驱动电路包括第一电阻，第一二极管，第二电阻和第一电容；
[0016]所述第一电阻的第一端连接于所述驱动芯片的输出端，第二端连接于对应NMOS管的栅极；所述第二电阻的第一端连接于所述第一电阻的第一端，第二端连接所述第一二极管的阴极；所述第一二极管的阳极连接所述第一电阻的第二端；所述第一电容的一端连接于对应NMOS管的栅极，另一端连接于对应NMOS管的源极。
[0017]可选地，所述等效寄生参数模块包括等效寄生电感和等效寄生电阻，所述等效寄生电感与所述等效寄生电阻串联。
[0018]可选地，所述功率晶体管测试系统还包括温控装置，所述温控装置包括加热模块或制冷模块中的至少一种，分别用来对各晶体管进行温度控制。
[0019]可选地，各NMOS管为碳化硅功率晶体管或氮化稼功率晶体管。
[0020]本专利技术还提供一种功率晶体管的测试方法，用于测试功率晶体管的体二极管反向恢复特性，基于第一NMOS管的漏源电压，漏极电流和栅源电压获取所述第一NMOS管的体二极管的反向恢复特性，包括以下步骤：
[0021]S11：截止第一NMOS管，导通第二NMOS管，闭合第一开关，断开第二开关，流过所述第二NMOS管、第一电感及等效寄生参数模块的电流上升；
[0022]S12：截止所述第二NMOS管，流经所述第一电感上的电流通过所述第一NMOS管的体二极管续流；
[0023]S13：导通所述第二NMOS管，所述第一NMOS管的体二极管进入反向恢复状态；
[0024]S14：截止所述第二NMOS管，流经所述第一电感的电流由所述第一NMOS管的体二极管续流。
[0025]本专利技术还提供一种功率晶体管的测试方法，用于测试功率晶体管的大电流开启与关断特性，基于第一NMOS管的漏源电压，漏极电流和栅源电压获取所述第一NMOS管的大电流开启与关断特性，包括以下步骤：
[0026]S21：导通第一NMOS管，截止第二NMOS管，闭合第二开关，断开第一开关，流过等效寄生参数模块，所述第一NMOS管和第二电感的电流上升；
[0027]S22：截所述止第一NMOS管，流经第二电感的电流通过所述第二NMOS管的体二极管续流，所述第一NMOS管经历大电流挂断过程；
[0028]S23：导通所述第一NMOS管，所述第一NMOS管经历大电流开启过程。
[0029]本专利技术还提供一种功率晶体管的测试方法，通过调整步骤S31和S32之间的时间间隔来测试功率晶体管的直通上电耐短路特性，基于第一NMOS管和第二NMOS管的漏源电压，漏极电流及栅源电压获取所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的直通上电的耐短路特性，包
括以下步骤：
[0030]S31：导通第一NMOS管及第二NMOS管，断开第一开关和第二开关，电流流经所述第一NMOS管，所述第二NMOS管和等效寄生参数模块；
[0031]S32：截止所述第一NMOS管，截止所述第二NMOS管。
[0032]可选地，通过设置与第一NMOS管并联的第三NMOS管，与第二NMOS管并联的第四NMOS管，所述第三NMOS管与所述第一NMOS管的状态相同，所述第四NMOS管与所述第二NMOS管的状态相同，以此获取并联NMOS管的特性。
[0033]可选地，所述功率晶体管的测试方法还包括：通过对等效寄生参数模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率晶体管测试系统，其特征在于，所述功率晶体管测试系统包括：第一驱动模块，第二驱动模块，等效寄生参数模块，供电电源，第一开关，第二开关，第一电感，第二电感，第一NMOS管和第二NMOS管；所述第一NMOS管、所述第二NMOS管和所述等效寄生参数模块串联后并联于所述供电电源的两端；所述第一驱动模块连接于所述第一NMOS管的栅极，用于控制所述第一NMOS管的状态；所述第一开关和所述第一电感串联后并联于所述第一NMOS管的源极和漏极之间；所述第二驱动模块连接于所述第二NMOS管的栅极，用于控制所述第二NMOS管的状态；所述第二开关和所述第二电感串联后并联于所述第二NMOS管的源极和漏极之间。2.根据权利要求1所述的功率晶体管测试系统，其特征在于：所述功率晶体管测试系统还包括第三NMOS管，第三驱动模块，第四NMOS管及第四驱动模块；所述第三NMOS管的漏极和所述第一NMOS管的漏极连接，所述第三NMOS管的源极和所述第一NMOS管的源极连接；所述第四NMOS管的漏极和所述第二NMOS管的漏极连接，所述第四NMOS管的源极和所述第二NMOS管的源极连接；所述第三NMOS管与所述第一NMOS管的尺寸及材料相同，所述第四NMOS管与所述第二NMOS管的尺寸及材料相同。3.根据权利要求1或2任一项所述的功率晶体管测试系统，其特征在于：各驱动模块包括驱动芯片及驱动电路；所述驱动芯片提供驱动信号；所述驱动电路连接于所述驱动芯片的输出端，基于所述驱动信号驱动对应NMOS管的栅极。4.根据权利要求3所述的功率晶体管测试系统，其特征在于：所述驱动电路包括第一电阻，第一二极管，第二电阻和第一电容；所述第一电阻的第一端连接于所述驱动芯片的输出端，第二端连接于对应NMOS管的栅极；所述第二电阻的第一端连接于所述第一电阻的第一端，第二端连接所述第一二极管的阴极；所述第一二极管的阳极连接所述第一电阻的第二端；所述第一电容的一端连接于对应NMOS管的栅极，另一端连接于对应NMOS管的源极。5.根据权利要求1所述的功率晶体管测试系统，其特征在于：所述等效寄生参数模块包括等效寄生电感和等效寄生电阻，所述等效寄生电感与所述等效寄生电阻串联。6.根据权利要求1或2任一项所述的功率晶体管测试系统，其特征在于：所述功率晶体管测试系统还包括温控装置，所述温控装置包括加热模块或制冷模块中的至少一种，分别用来对各NMOS管进行温度控制。7.根据权利要求1或2任一项所述的功率晶体管测试系统，其特征在于：各NMOS管为碳化硅功率晶体管或氮化稼功率晶体管。8.一种功率晶体管的测试方法，基于权利要求1
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7任一项所述的功率晶体管测试系统实现，其特征在于，用于测试功率晶体管的体二极管反向恢复特性，基于第一NMOS管的漏源电压，漏极电流和栅源电压获取所述第一NMOS管的体二极管的反向恢复特性，包括以下步骤：S11：截止所述第一NMOS管，导通第二NMOS管，闭合第一开关，断开第二开关，流...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐开锋，马荣耀，丁继，陈龙，徐丹丹，赵伟能，邓旻熙，
申请(专利权)人：华润微电子重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：