一种测试和测量仪器具有：用户界面；一个或多个探测器，要连接到测试中设备(DUT)；以及一个或多个处理器，被配置成执行使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：在所述DUT由来自电源的功率的应用以及来自源仪器的至少第一和第二脉冲的应用来激活之后，从所述DUT接收波形数据；在所述波形数据中定位一个或多个反向恢复区；根据所述反向恢复区确定针对所述DUT的反向恢复时间；以及在所述用户界面上显示所述一个或多个反向恢复区的反向恢复曲线图，所述反向恢复曲线图自动地被配置成显示所述反向恢复区中的一个或多个，且包括在所述反向恢复曲线图上注释的针对所述一个或多个反向恢复区的至少一个特性。反向恢复区的至少一个特性。反向恢复区的至少一个特性。
【技术实现步骤摘要】
反向恢复测量结果和曲线图
[0001]相关申请的交叉引用本公开要求于2022年11月1日提交的、名称为“Automated Double Pulse Test (DPT) Measurements with Reverse Recovery Plot for System Validation of Wide Brand Gap (WBG) Power Devices During In
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Circuit Operation”的印度临时申请No. 202121050042的权益，该印度临时申请的公开内容以其全文通过引用并入本文。
[0002]本公开涉及基于半导体的功率设备的测试和测量。
技术介绍
[0003]在功率电子器件中使用的半导体材料正在由于在汽车和行业应用中它们在更高功率水平处的优越性能而从硅过渡到宽带隙（WBG）半导体，诸如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）。
[0004]GaN和SiC技术实现了更小、更快且更高效的设计。完全证实基于SiC或GaN的WBG设备要求静态测量和动态测量两者。用于测量MOSFET或IGBT的开关和二极管反向参数的优选测试方法普遍是使用双脉冲测试（DPT）方法来执行的。
[0005]通过在DPT实验期间跨操作条件的范围针对电压和热值的宽范围而比较实时波形来执行WBG系统证实。
[0006]DPT是用于测量开关参数且评估功率设备的动态行为的明确定义的方法。
[0007]IEC和JEDEC标准定义了WBG功率设备的动态测试。DPT有助于通过以下测量结果来确定开关设备的关键性能参数：开关参数、二极管反向恢复能量和时间、栅极电荷和电容分析。
[0008]客户在没有外部刺激的情况下执行DUT板的电路中操作，并更早在工作流程中表征分立MOSFET/IGBT部件。电路中测试描绘了DUT操作的真实场景且有时被称作系统证实。不存在用于在系统证实阶段处测试DUT的标准测量或测试过程。
[0009]在传统DPT设置的情况下，在测试参数的若干排列下手动地进行这些测试且此后手动地分析实验数据是耗时且易错的过程。
[0010]目前，客户通过下述操作来测试WBG设备：手动地保存波形，导出到像Excel或LabVIEW之类的工具；运行它们专有的技术并将测试报告记入文档；以及跨多个DUT（十几个至二十几个）进行迭代。计划中的延迟还导致延迟的上市时间和对竞争者来说关键客户的丢失。
[0011]客户在WBG参考设计的系统证实期间所面临的关键挑战之一是改进测试时间。捕获实时波形且在多次运行内进行分析耗费更长时间。证实和测试仅一个功率设备耗费数天。关键属性是要作出的多个测量结果、要测试的多个DUT；手动测试、分析和导致延迟的报告。
[0012]另一关键挑战是在测试结果中置信度的缺少。DPT测试需要在动态测试期间诸如
AFG、DUT板和测量系统（镜（scope））之类的仪器的自动化测量和控制，这是因为测试工程师将他们自己的代码或工具用于分析从而导致测试设置的无效控制，探测器不满足带宽、动态范围、共模抑制比需要，并且示波器需要具有带有去偏斜能力和高动态范围的多通道。
[0013]自制解决方案在该空间中是主导的，且是因公司而变化的定制设置。尽管它具有测量结果周围的公平覆盖，但从系统观点来看，不存在标准——这是由于技术和实现可能因公司且因设置而变化。这导致测试设置中的低置信度且关于结果相关而提出挑战。不存在可用以证实DUT的电路中操作的标准和被接受的解决方案。
[0014]来自T&M供应商的现有测试方法不具有用于系统证实的专用的基于镜的解决方案。因此，存在针对高效测试解决方案的需要。
附图说明
[0015]图1示出了DPT功率电路中的寄生元件的电路图。
[0016]图2示出了板证实流程的示意流程图。
[0017]图3示出了工作流程的示意流程图的实施例。
[0018]图4示出了DPT流程的测量结果成组的实施例。
[0019]图5示出了示意电路图的实施例，该示意电路图示出用于测量开关参数的测试点。
[0020]图6示出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）中的接通
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关断过渡的实施例。
[0021]图7示出了WBG
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DPT解决方案的实施例上的Eon配置和结果徽章的图像。
[0022]图8示出了具有导航的示波器上的使用WBG解决方案的实施例的经注释的E
on
区。
[0023]图9示出了反向恢复过程的实施例中的使用Tektronix电流探测器（TCP）的示波器上捕获的反向电流的图像。
[0024]图10示出了示意电路图的实施例，该示意电路图示出用于测量二极管反向恢复的测试点。
[0025]图11示出了WBG
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DPT解决方案的实施例上的反向恢复时间（Trr）配置页和测量徽章。
[0026]图12示出了使用WBG
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DPT解决方案的实施例的波形上注释的反向恢复区。
[0027]图13示出了被缩放和注释的经恢复的电荷区的实施例。
[0028]图14示出了针对多个脉冲的重叠反向恢复曲线图的实施例。
[0029]图15示出了针对反向恢复曲线图上的多个脉冲的重叠的经恢复的电荷区的实施例。
[0030]图16示出了来自执行反向恢复测试的实施例的单个反向恢复曲线图及其对应波形。
[0031]图17示出了产生于执行反向恢复测试的实施例的多个反向恢复曲线图、对应波形和反向恢复电流。
具体实施方式
[0032]本公开的各种实施例提供了用于在电路中操作期间宽带隙（WBG）功率设备的系统证实的具有反向恢复曲线图的自动化双脉冲测试（DPT）测量。
[0033]反向恢复特性的测量严重依赖于获取准确度。利用由Tektronix开发的行业领先
探测器（诸如，Iso
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Vu探测器和Tektronix电流探测器（TCP）），系统可以测量与设备的真实特性接近的反向恢复特性。这里的实施例具有若干优势。这些包括根据行业标准而满足和调试新设计的工作流程的定义。其他优势包括具有证实和反馈的自动化测量、源仪器、测试和测量仪器以及测试中设备（DUT）的自动化、以及关于测量中的定制参考水平和可配置集成点的灵活性。附加优势包括针对具有时间切片重叠能力的反向恢复表示的新曲线图类型、具有注释的每周期的分析、以及单个和多个脉冲结果和统计的控制。
[0034]实施例的基于WBG测试和测量仪器的解决方案供应了工作流程中的灵活性并执行复杂测量。这些标准可以包括而不限于由各种标准设定机构提出的那些标准，诸如JEDEC（联合电子设备工程理事会）和IEC（国际电工委员会）。本解决方案（WBG
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DPT）对设计者和证实团队来说非常有用。
[0035]功率电子系统涉及通过应用控制信号来切换功率半导体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测试和测量仪器，包括：用户界面；一个或多个探测器，要连接到测试中设备（DUT）；以及一个或多个处理器，被配置成执行使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：在所述DUT由来自电源的功率的应用以及来自源仪器的至少第一和第二脉冲的应用来激活之后，从所述DUT接收波形数据；在所述波形数据中定位一个或多个反向恢复区；根据所述反向恢复区确定针对所述DUT的反向恢复时间；以及在所述用户界面上显示所述一个或多个反向恢复区的反向恢复曲线图，所述反向恢复曲线图自动地被配置成显示所述反向恢复区中的一个或多个，且包括在所述反向恢复曲线图上注释的针对所述一个或多个反向恢复区的至少一个特性。2.如权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述一个或多个处理器进一步被配置成：接收指定用于确定所述反向恢复时间的配置的用户输入。3.如权利要求2所述的测试和测量仪器，其中所述用户输入是针对外推水平的自动设定或者针对外推水平的用户指定的设定之一，所述外推水平用于切线。4.如权利要求3所述的测试和测量仪器，其中使所述一个或多个处理器显示反向恢复曲线图的代码包括使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：显示产生于所述自动设定的切线和产生于用户指定的设定的切线中的至少一个。5.如权利要求1所述的测试和测量仪器，其中使所述一个或多个处理器显示所述反向恢复曲线图的代码包括使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：利用图例显示所述反向恢复曲线图。6.如权利要求1所述的测试和测量仪器，其中所述一个或多个处理器进一步被配置成执行使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：确定来自所述一个或多个反向恢复区的经恢复的电荷。7.如权利要求6所述的测试和测量仪器，其中使所述一个或多个处理器显示所述反向恢复曲线图的代码包括使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：将经恢复的电荷显示为针对所述一个或多个反向恢复区的经恢复的电荷区。8.如权利要求6所述的测试和测量仪器，其中使所述一个或多个处理器确定经恢复的电荷的代码包括使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：使用最大反向电流的预定百分比。9.如权利要求6所述的测试和测量仪器，其中使所述一个或多个处理器确定经恢复的电荷的代码包括使所述一个或多个处理器执行下述操作的代码：呈现供用户输入最大反向电流的期望百分比的用户界面。10.如权利要求1所述的测试和测量仪器，其中使所述一个或多个处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：
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