【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率半导体，特别是碳化硅场效应晶体管器件的动态偏置测试电路和控制方法。
技术介绍
1、高温反偏(htrb)是功率半导体器件最为常规的一项可靠性试验，该试验主要用于考察芯片钝化工艺、边缘密封工艺的成熟度以及芯片在高温下长期工作的可靠性。htrb引发的器件失效，通常与制造过程中引入的离子污染物有关，这些污染物可以在温度和电场的影响下发生迁移，从而增加表面电荷，导致漏电流不断增大直至引发器件击穿。此外，器件封装工艺如引线键合、芯片焊接等也会对芯片钝化完整性产生重大影响，导致器件在htrb试验中发生失效。
2、近年来，由于新能源汽车、光伏发电等新兴市场的驱动，宽禁带半导体器件，特别是碳化硅(sic)器件取得了长足发展，其更快的开关速度，更好的温度特性使得系统损耗大幅降低，效率提升，体积减小，相较于传统的硅(si)器件优势明显。
3、然而与si器件不同，sic器件属于化合物半导体，除了si元素还有c元素，其生产制造工艺相较si器件要更加复杂且难以控制。目前市场上的sic器件由于制造工艺还不完全成熟，相较常规的si器件存在更多的微观缺陷，导致其长期可靠性仍未达到si器件的水平，因此除了常规的可靠性试验，还需要专门的可靠性试验技术来充分验证sic器件的可靠性。动态偏置(drb)测试技术是近年来提出的一种专门针对sic器件的可靠性试验技术，它有别于传统的直流高温反偏(htrb)测试，其要求偏置电压为脉冲形式，即动态偏置，该试验能真实的模拟器件实际工作中所承受的高压脉冲应力，暴露常规htrb试验无法暴露的缺陷
4、作为一项新的试验技术，drb测试还处于研究阶段，目前只有欧洲电力电子协会所发布的aqg-324标准对于该项试验技术进行过简单描述，但并未给出具体的测试电路。另外，现有文献1专利技术了一种drb测试电路，如图3所示，所提电路使用了高速脉冲电源，该技术的不足是，使用高速脉冲电源会造成测试系统造价非常高，不利于drb测试技术的推广。
5、现有文献1：基于动态的hdrb及hdgb测试方法和装置公开号为cn 115291070 a。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术对drb测试电路规定不明确以及使用高速脉冲电源带来的制造成本高的问题，提出一种被动式动态偏置测试电路。
2、本专利技术采用低成本的普通高压直流电源，通过控制一组开关的高速切换，产生高压脉冲；每两只被测器件串联组成一个测试对，然后再多对并联，实现对多只器件同时测试；另外，所有被测器件的控制极直接短路，即始终处于关断状态(被动接受高压应力)，避免了主动式drb技术需要对控制极施加控制电压，所带来的对drb测试结果的影响。具体实现方式如下：
3、所专利技术的被动式动态反偏测试电路由一个高压直流电源、一个高压电容、一对控制开关、若干保险管及若干被测器件组成。
4、本专利技术所使用的测试电路中，高压直流电源的正、负极并联一个高压电容，用于抑制电源输出电流纹波；第一控制开关的一端与高压电容的正极相连，另一端与第二控制开关的一端相连，第二控制开关的另一端与高压电容的负极相连；第一保险管的一端与高压电容的正极相连，另一端与第一被测件的漏极相连，第一保险管用于保护第一被测件，第一被测件的栅极与源极短路后，其源极同时与第二保险管的一端、第一控制开关和第二控制开关的公共端相连，第二保险管的另一端与第二被测件的漏极相连，第二保险管用于保护第二被测件，第二被测件的栅极与源极短路后，其源极与高压电容的负极相连；第三保险管、第三被测件、第四保险管、第四被测件依次串联，并联在高压电容两端，第三被测件的源极与第一被测件的源极相连；第五保险管、第五被测件、第六保险管、第六被测件依次串联，同样并联在高压电容两端，第五被测件的源极与第三被测件的源极相连。
5、所专利技术的动态反偏测试电路的控制方法，包括如下步骤：
6、步骤(1)首先闭合第一控制开关，同时断开第二控制开关，此时高压直流电源的电压施加到第二被测件、第四被测件和第六被测件两端；
7、步骤(2)持续所需的时间后，断开第一控制开关、同时闭合第二控制开关，此时高压直流电源的电压施加到第一被测件、第三被测件和第五被测件两端；
8、步骤(3)持续所需的时间后，不断重复步骤(1)～(2)，对所有被测件往复施加脉冲电压，直至达到预设的结束条件，完成全部动态偏置测试。
9、本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术一方面使用普通直流电源和一对控制开关，实现了低成本的高压脉冲输出，另一方面被测器件始终处于关断状态，即采用被动方式施加脉冲电压，相较主动式动态偏置(被测器件处于高速开关状态)，有效抑制了被测器件在试验过程中的温升，降低了对散热系统的需求。
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1.一种被动式动态偏置测试电路，其特征在于，所述测试电路由一个高压直流电源HV、一个高压电容C1、第一控制开关S1、第二控制开关S2、保险管F1～F6及被测器件DUT1～DUT6组成。
2.根据权利要求1所述的测试电路，其特征在于，所述测试电路中，高压直流电源HV的正、负极并联一个高压电容C1，第一控制开关S1的一端与高压电容C1的正极相连，另一端与第二控制开关S2的一端相连，第二控制开关S2的另一端与高压电容C1的负极相连；第一保险管F1的一端与高压电容C1的正极相连，另一端与第一被测件DUT1的漏极相连，第一被测件DUT1的栅极与源极短路后，其源极同时与第二保险管F2的一端、第一控制开关S1和第二控制开关S2的公共端相连，第二保险管F2的另一端与第二被测件DUT2的漏极相连，第二被测件DUT2的栅极与源极短路后，其源极与高压电容C1的负极相连，第三保险管F3、第三被测件DUT3、第四保险管F4、第四被测件DUT4依次串联，并联在高压电容C1两端，第三被测件DUT3的源极与第一被测件DUT1的源极相连；第五保险管F5、第五被测件DUT5、第六保险管F6、第六被测件D
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的动态反偏测试电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种被动式动态偏置测试电路，其特征在于，所述测试电路由一个高压直流电源hv、一个高压电容c1、第一控制开关s1、第二控制开关s2、保险管f1～f6及被测器件dut1～dut6组成。
2.根据权利要求1所述的测试电路，其特征在于，所述测试电路中，高压直流电源hv的正、负极并联一个高压电容c1，第一控制开关s1的一端与高压电容c1的正极相连，另一端与第二控制开关s2的一端相连，第二控制开关s2的另一端与高压电容c1的负极相连；第一保险管f1的一端与高压电容c1的正极相连，另一端与第一被测件dut1的漏极相连，第一被测件dut1的栅极与源极短路后，其源极同时与第二保险管f2的一端、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：张瑾，金昊，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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