一种制造技术

本发明专利技术属于半导体分立器件测试领域，具体涉及了一种

【技术实现步骤摘要】
一种MOSFET近场电磁辐射测试方法


[0001]本专利技术属于半导体分立器件测试领域，具体涉及了一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法
。

技术介绍

[0002]功率
MOSFET
作为高速高压应用的开关具有巨大潜力，被广泛应用于高频电力电子器件领域，而提高开关频率一直是提高功率密度和促进开关器件小型化的重要要求，但更高的开关频率也带来了更强的电磁干扰
(ElecrtoMegneticInterference
，
EMI)。
电磁干扰的定义为“处在一定环境的设备或系统，在正常运行时候，不应该产生超过相应标准所要求的电磁能量”。EMI
问题通常涉及到三个关键要素，即干扰源
、
耦合路径和敏感设备
。
[0003]MOSFET
的高速开关过程是
EMI
的主要干扰源之一
。
不同的开关频率
、
电压和电流变化率会带来不同的
EMI
，主要体现在
EMI
噪声的频谱分布和强度有所不同
。
总体上来看，
MOSFET
在开关过程中的
EMI
都受到开关时间所决定的开关频率影响，更高的开关频率会带来更强和更高频的
EMI。MOSFET
产生的
EMI
按照传播路径可以大致分为传导干扰和辐射干扰
。
其中，传导干扰主要集中于
30MHz
以下低频率段，而辐射干扰则主要集中于
30MHz
以上的高频率段，因此相比传导干扰，辐射干扰对高开关频率的
MOSFET
更加重要
。
此外由于辐射干扰能够通过空间耦合至多个敏感设备，因此也更加难以防护和测量
。
[0004]辐射干扰根据距离的不同还可以分为近场辐射和远场辐射
。
相比远场辐射，从分析干扰源的角度，近场辐射可以保留更多的场源信息；从研究耦合路径的角度，器件级组件发射的电磁场通常在远场区域衰减较快，而近场区域场强较高；从保护敏感器件的角度，大量的敏感器件通常位于
MOSFET
的近场区域之内
。
目前针对
MOSFET
的电磁辐射测试均聚焦于远场电磁辐射测试，而对于针对其近场范围内的测试方法目前还缺乏相关的研究，无法给出使用者在使用时所应该注意的电磁环境，因此无法避免
MOSFET
器件过强的电磁辐射发射所导致的其它元器件失效，同时，由于没有近场电磁辐射的测试结果，无法使设计者们在
PCB
中添加合适电容值的滤波电容以降低板级电磁发射，从而无法满足整体的
EMC
规范
。
基于此，本专利技术提供了一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，即目前针对
MOSFET
的电磁辐射测试均聚焦于远场电磁辐射测试，而对于针对其近场范围内的测试方法目前还缺乏相关的研究的问题，本专利技术提供了一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法
。
[0006]本专利技术提出了一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法，所述测试方法包括如下步骤：
[0007]步骤
S1、
将待测试
MOSFET
安装在
MOSFET
电磁辐射测试板上；
[0008]步骤
S2、
将外围器件安装在所述
MOSFET
电磁辐射测试板上，所述外围器件包括表面扫描仪
、
近场探头
、
前置放大器
、
接收机和上位机，所述上位机与所述表面扫描仪连接，所述表面扫描仪与所述近场探头连接，所述近场探头与所述前置放大器连接，所述前置放大
器与所述接收机连接，所述接收机与所述上位机连接；
[0009]步骤
S3、
将所述近场探头初始化至零点；
[0010]步骤
S4、
将所述待测试
MOSFET
安装后不接通电源，测试当前环境噪声水平；
[0011]步骤
S5、
设定扫频区域和步进间隔；在所述上位机上将所述近场探头移动至指定扫描区域的起始点；
[0012]步骤
S6、
设定所述待测试
MOSFET
的开关频率，接通电源，使所述待测试
MOSFET
处于工作状态；
[0013]步骤
S7、
设置扫频频率范围并进行两次扫频，先通过宽频域扫频确定主要发射频段，在主要发射频段内，再通过细频域扫频进一步缩小发射区域和发射频率范围，确定最大发射场强
、
发射中心频率和频率带宽；
[0014]步骤
S8、
跳转至步骤
S6
，同时改变所述待测试
MOSFET
的开关频率，直至完成全部开关频率的测试，对比不同开关频率下的辐射发射情况
。
[0015]在一些优选的实施方式中，在步骤
S4
中，判断当前环境噪声水平是否至少低于所述待测试
MOSFET
电磁场场强
6dB
；
[0016]若是，则在当前环境继续测试；
[0017]若否，则在电磁兼容屏蔽室中进行测试
。
[0018]在一些优选的实施方式中，步骤
S5
中设定扫频区域和步进间隔，其方法为：
[0019]所述扫频区域为至少距离待测试
MOSFET
上方
1mm
，且平行于所述电磁辐射测试板的平面，
X、Y
轴上的扫描点之间的间距为第一预设值，所述
X、
所述
Y
轴上扫描点之间的间距不小于所述近场探头的空间分辨率；
[0020]在保证步进间隔大于空间分辨率的前提下，所述
X
轴
、
所述
Y
轴的步进间隔为扫频区域对应的所述
X
轴
、
所述
Y
轴长度的
1/3
至
1/10
；
[0021]其中，所述
X
轴与所述
MOSFET
电磁辐射测试板的水平边垂直，所述
Y
轴与所述
MOSFET
电磁辐射测试板的水平边重合，所述水平边为所述
MOSFET
电磁辐射测试板上表面最下端对应的边
。
[0022]在一些优选的实施方式中，步骤
S5
中设定扫频区域和步进间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法，其特征在于：所述测试方法包括如下步骤：步骤
S1、
将待测试
MOSFET
安装在
MOSFET
电磁辐射测试板上；步骤
S2、
将外围器件安装在所述
MOSFET
电磁辐射测试板上，所述外围器件包括表面扫描仪
、
近场探头
、
前置放大器
、
接收机和上位机，所述上位机与所述表面扫描仪连接，所述表面扫描仪与所述近场探头连接，所述近场探头与所述前置放大器连接，所述前置放大器与所述接收机连接，所述接收机与所述上位机连接；步骤
S3、
将所述近场探头初始化至零点；步骤
S4、
将所述待测试
MOSFET
安装后不接通电源，测试当前环境噪声水平；步骤
S5、
设定扫频区域和步进间隔；在所述上位机上将所述近场探头移动至指定扫描区域的起始点；步骤
S6、
设定所述待测试
MOSFET
的开关频率，接通电源，使所述待测试
MOSFET
处于工作状态；步骤
S7、
设置扫频频率范围并进行两次扫频，先通过宽频域扫频确定主要发射频段，在主要发射频段内，再通过细频域扫频进一步缩小发射区域和发射频率范围，确定最大发射场强
、
发射中心频率和频率带宽；步骤
S8、
跳转至步骤
S6
，同时改变所述待测试
MOSFET
的开关频率，直至完成全部开关频率的测试，对比不同开关频率下的辐射发射情况
。2.
根据权利要求1所述的一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法，其特征在于：在步骤
S4
中，判断当前环境噪声水平是否至少低于所述待测试
MOSFET
电磁场场强
6dB
；若是，则在当前环境继续测试；若否，则在电磁兼容屏蔽室内测试
。3.
根据权利要求2所述的一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法，其特征在于：步骤
S5
中设定扫频区域和步进间隔，其方法为：所述扫频区域为至少距离待测试
MOSFET
上方
1mm
，且平行于所述电磁辐射测试板的平面，
X、Y
轴上的扫描点之间的间距为第一预设值，所述
X、Y
轴上扫描点之间的间距不小于所述近场探头的空间分辨率；在保证步进间隔大于空间分辨率的前提下，所述
X
轴
、
所述
Y
轴的步进间隔为扫频区域对应的所述
X
轴
、
所述
Y
轴长度的
1/3
至
1/10
；其中，所述
X
轴与所述
MOSFET
电磁辐射测试板的水平边垂直，所述
Y
轴与所述
MOSFET
电磁辐射测试板的水平边重合，所述水平边为所述
MOSFET
电磁辐射测试板上表面最下端对应的边
。4.
根据权利要求2所述的一种
MOSFET
近场电磁辐射测试方法，其特征在于：步骤
S5
中设定扫频区域和步进间隔，其方法为：所述扫频区域为距离待测试
MOSFET
上方
1mm
至
10mm
的立体空间，且平面和立体投影面的范围至少包含所述待测试
MOSFET
所在的局部区域，
X、Y、Z
轴上扫描点之间的间距为第二预设值，所述
X
轴
、
所述
Y
轴
、
所述
Z
轴上扫描点之间的间距不小于所述近场探头的空间分辨率；在保证步进间隔大于空间分辨率的前提下，所述
X
轴
、
所述
Y
轴的步进间隔为扫频区域对应的所述
X
轴
、
所述
Y
轴长度的
1/3
至
1/10

【专利技术属性】
技术研发人员：林辰正，赵昕，刘芮，吴立成，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：