一种瞬态热阻测试的功率加载电路制造技术

一种瞬态热阻测试的功率加载电路，包括与输入电源VS相连的电压设置闭环、电流设置闭环；电压设置闭环包括电压采样电路及第一运算放大器，被测器件的drain和source端通过电压采样电路反馈到第一运算放大器，与第一运算放大器设置电压比较输出控制被测器件的gate端形成电压设置闭环；电流设置闭环包括电流加载电路及第二运算放大器，在电流加载电路设置有串联的三极管和电流采样电阻，电流加载电路与被测器件的drain和source端相连，电流采样电阻反馈到第二运算放大器的输入端与第二运算放大器电流的设置电压进行比较后输出，控制三极管基极形成电流设置闭环。本实用新型专利技术可以在降低复杂度及成本的同时提高测试精度。降低复杂度及成本的同时提高测试精度。降低复杂度及成本的同时提高测试精度。

【技术实现步骤摘要】
一种瞬态热阻测试的功率加载电路


[0001]本技术属于半导体测试
，具体涉及一种瞬态热阻测试的功率加载电路。

技术介绍

[0002]随着电力电子、信息技术的不断发展，半导体器件向着更大功率发展，同时由于低成本以及高集成度的要求，器件的尺寸不断减小，这就对器件的散热性能指标有了更进一步的要求。在对器件的封装测试环节中，热阻(DVSD)的测试是衡量器件散热性能的重要指标，在半导体测试过程中的重要性逐渐提高。
[0003]一般在热阻的测试中，利用二极管的温度特性来表征器件的散热性能，在半导体内部的寄生二极管一般有固定的温度特性。在固定正向小电流下，二极管的压降是0.6V左右，有较为线性的负温度系数，一般为
‑
2mV/℃。利用这个特性，可以快速测试二极管、三极管、MOS管的管芯散热能力。
[0004]DVSD的意义：第一个D表示差分的意思，VSD表示MOS管source到drain之间反向二极管的电压(绝缘栅型MOS管的S到D之间会寄生一个二极管)。在对被测器件(DUT)加热的前后测得的两次VSD取差值的结果DVSD就可表征MOS管的散热能力。
[0005]在对被测器(DUT)加热的过程中，对于加热的电流电压有较高的要求，通常在DVSD测试的加热阶段对被测器件进行恒压恒流的加热，采用如图1所示电路完成加热，Vds提供被测器件的加热电压使被测器件稳定到加热电压，Id电流源对被测器件拉电流。
[0006]在实际的电路实现中，图1所示的可调电压源和可调电流源回路构成较为复杂，且与测试精度有很强的相关性，对于电源的要求较高。若有较高的精度要求，成本会有较大的增加。测试设备通常需要对NMOS、PMOS、BJT、diode等器件的测试兼容，需要提供正负两个方向的电压电流加载，进一步提高了测试设备的复杂性及成本。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种瞬态热阻测试的功率加载电路，在降低复杂度及成本的同时提高测试精度。
[0008]为了实现上述目的，本技术有如下的技术方案：
[0009]一种瞬态热阻测试的功率加载电路，包括输入电源VS以及与输入电源VS相连的电压设置闭环、电流设置闭环；所述电压设置闭环包括电压采样电路及第一运算放大器，被测器件的drain和source端通过电压采样电路反馈到第一运算放大器，与第一运算放大器设置电压Vds_set比较输出控制被测器件的gate端形成电压设置闭环；所述电流设置闭环包括电流加载电路及第二运算放大器，在电流加载电路设置有串联的三极管和电流采样电阻R，电流加载电路与被测器件的drain和source端相连，电流采样电阻R反馈到第二运算放大器的输入端与第二运算放大器电流的设置电压VIset进行比较后输出，VIset＝Id*R，Id为电流加载电路电流，控制三极管基极形成电流设置闭环。
[0010]作为一种优选方案，在保持电流加载电路电流恒定的情况下，所述三级管上的压降根据输入电源VS电压和被测器件的加热电压Vds，按照VS
‑
Vds动态调整。
[0011]作为一种优选方案，在测试过程中，被测器件的加热电压及电流恒定，所述输入电源VS的电压根据使被测器件上的压降保持在设定范围内进行调节。
[0012]作为一种优选方案，所述被测器件为P管或N管；其中，N管对应输入电源VS的电流流向为正向，三极管为NPN型；P管对应输入电源VS的电流流向为负向，三极管为PNP型。
[0013]作为一种优选方案，所述N管包括NMOS以及NPN型的diode或达林顿管。
[0014]作为一种优选方案，所述P管包括PMOS以及PNP型的diode或达林顿管。
[0015]作为一种优选方案，所述电压采样电路包括第一传感器放大器，所述第一传感器放大器的IN+、IN
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分别连接被测器件的drain和source端，第一传感器放大器的VO端连接第一运算放大器设置电压Vds_set。
[0016]作为一种优选方案，所述电流设置闭环设置第二传感器放大器，所述第二传感器放大器的IN+、IN
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分别连接电流采样电阻R的两端，第二传感器放大器的VO端连接第二运算放大器电流的设置电压VIset。
[0017]相较于现有技术，本技术至少具有如下的有益效果：
[0018]通过将电流的加载回路和被测器件电压的加载回路串到一个回路，以一个输入电源供电，电流加载回路的三极管作为调整管，同时实现电流的设置加载和对回路上电压的调整。使得整个瞬态热阻测试的恒压恒流的加载电路简化，同时降低了对电源的要求。通过对采样电路的调整，可低成本的提高电压、电流加载的精度。对输入电源电压的灵活调整，还可降低调整管上的压降，降低调整管上的功率损耗，减少发热，提升电源效率。本技术降低了系统的复杂度及成本，同时提高了电压与电流的加载精度及电源的利用效率。
附图说明
[0019]图1现有DVSD测试对被测器件进行恒压恒流加热的电路原理图；
[0020]图2本技术瞬态热阻测试的功率加载电路针对NMOS管的电路原理图；
[0021]图3本技术瞬态热阻测试的功率加载电路针对PMOS管的电路原理图；
[0022]图4本技术瞬态热阻测试的功率加载电路应用实施例接线图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。
[0024]本技术瞬态热阻测试的功率加载电路，以一种简单高效的加热电路实现方式，在半导体器件热阻测试加热阶段进一步降低设备复杂度及测试成本，同时提高测试精度。
[0025]参见图2，本技术瞬态热阻测试的功率加载电路，以针对NMOS管测试为例，包括输入电源VS以及与输入电源VS相连的电压设置闭环、电流设置闭环。其中，电压设置闭环包括电压采样电路及第一运算放大器，被测器件的drain和source端通过电压采样电路反馈到第一运算放大器，与第一运算放大器设置电压Vds_set比较输出控制被测器件的gate端形成电压设置闭环。而电流设置闭环包括电流加载电路及第二运算放大器，在电流加载电路设置有串联的三极管和电流采样电阻R，电流加载电路与被测器件的drain和source端
相连，电流采样电阻R反馈到第二运算放大器的输入端与第二运算放大器电流的设置电压VIset进行比较后输出，VIset＝Id*R，Id为电流加载电路电流，控制三极管基极形成电流设置闭环。
[0026]当回路的输入电源VS提供的电压一定时，被测器件加载电压设置加热电压Vds1，电流控制回路设置加热电流Id1，回路中三极管上的压降为VS
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Vds，回路中被测器件MOS处于恒压恒流功率P1＝Vds1*Id1的加热过程中。当设置的加热电压Vds增大时，三极管作为电路中的调整管上的压降(VS
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Vds)减小，被测器件MOS处于功率为P2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瞬态热阻测试的功率加载电路，其特征在于，包括输入电源VS以及与输入电源VS相连的电压设置闭环、电流设置闭环；所述电压设置闭环包括电压采样电路及第一运算放大器，被测器件的drain和source端通过电压采样电路反馈到第一运算放大器，与第一运算放大器设置电压Vds_set比较输出控制被测器件的gate端形成电压设置闭环；所述电流设置闭环包括电流加载电路及第二运算放大器，在电流加载电路设置有串联的三极管和电流采样电阻R，电流加载电路与被测器件的drain和source端相连，电流采样电阻R反馈到第二运算放大器的输入端与第二运算放大器电流的设置电压VIset进行比较后输出，VIset＝Id*R，Id为电流加载电路电流，控制三极管基极形成电流设置闭环。2.根据权利要求1所述瞬态热阻测试的功率加载电路，其特征在于，在保持电流加载电路电流恒定的情况下，所述三极管上的压降根据输入电源VS电压和被测器件的加热电压Vds，按照VS
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Vds动态调整。3.根据权利要求1所述瞬态热阻测试的功率加载电路，其特征在于，在测试过程中，被测器件的加热电压及电流恒定，所述输入电源VS的电压根据使被测器件上的压降...

【专利技术属性】
技术研发人员：白帆，王煜，
申请(专利权)人：赛英特半导体技术西安有限公司，
类型：新型
国别省市：