功率氮化镓器件栅极特性的监测电路及监测方法技术

功率氮化镓器件栅极特性的监测电路及监测方法，通过监测恒微电流源给功率氮化镓器件栅极电容C<subgt;g_ss</subgt;充电，利用其充电曲线来计算功率氮化镓器件栅极电容C<subgt;g_ss</subgt;的变化，以此表征功率氮化镓器件栅极的可靠性；其实现的基本电路包括：隔离电源单元、恒微电流源、信号比较单元、信号运算单元；隔离电源单元用于向其他单元供电；恒微电流源向功率氮化镓器件注入恒定的栅极电流；信号比较单元用于将功率氮化镓器件栅极电压v<subgt;gss</subgt;与基准预设值V<subgt;sthi</subgt;进行比较；信号运算单元用于控制恒微电流源输出，同时向微处理器反馈监测信号。以确保准确的评估功率氮化镓器件的老化状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及gan器件性能检测，具体涉及一种功率氮化镓器件栅极特性的监测电路及监测方法。

技术介绍

1、目前的电力电子设备主要还是以硅材料为主，经过六十多年的发展，硅基电力电子设备的性能已经接近极限。近年来，由第三代宽禁带半导体材料如碳化硅(sic)、氮化镓(gan)等的功率电子设备迅速发展。其中gan晶体的六方纤锌矿结构，使得它在禁带宽度、击穿电场强度、电子饱和漂移速率等均优于硅材料，功率氮化镓器件是一种高效率、高电压、高开关速度、高功率密度的器件，它的功率范围从几百万到百兆瓦不等，它可适用于各种复杂的电力电子设备中。电力电子器件是电力电子设备中的核心组成部分，也是电力电子设备中最脆弱和最易损坏的元件之一。

2、一般gan器件都是耗尽型器件，从器件的安全操作和驱动电路的简单设计考虑，用户倾向于选择增强型设备。p-gan栅、氟离子注入等技术在实现增强型gan器件的同时，会产生一系列的可靠性问题。目前gan器件的使用受到限制，也是其可靠性问题导致的。器件的工作依赖于驱动信号，在高频率驱动信号和高漏应力的情况下，gan器件的阈值电压、栅极泄漏电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于：所述信号运算单元接收微处理器的输出控制信号sc与信号比较单元输出的结果进行运算处理后得到输出控制信号ccs，输出给恒微电流源；所述信号运算单元将接收到的信号比较单元输出的结果经过处理后得到反馈监测信号tp，然后向微处理器反馈此信号；

3.根据权利要求1所述功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于：所述恒微电流源包括单刀双掷开关、运算放大器A1、A2，电阻R、电阻Rset,电容C和N型MOSFET；

4.根据权利要求1所述功率氮...

【技术特征摘要】

1.功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于：所述信号运算单元接收微处理器的输出控制信号sc与信号比较单元输出的结果进行运算处理后得到输出控制信号ccs，输出给恒微电流源；所述信号运算单元将接收到的信号比较单元输出的结果经过处理后得到反馈监测信号tp，然后向微处理器反馈此信号；

3.根据权利要求1所述功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于：所述恒微电流源包括单刀双掷开关、运算放大器a1、a2，电阻r、电阻rset,电容c和n型mosfet；

4.根据权利要求1所述功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于：所述信号比较单元包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、滞环比较器comp1；

5.根据权利要求1所述功率氮化镓器件栅极特性的监测电路，其特征在于：所述信号运算单元第一部分包括与非门nas、与非门nar、与门and和数字隔离器diso1；所述与非门nas和所述与非门nar构成sr锁存器，所述与非门nas的一个输入端与微处理器输出控制信号sc连接，所述与非门nas的另一个输入端与所述与非门nar的输出端连接，所述与非门nar的一个输入端与所述滞环比较器comp1的输出端连接，所述与非门nar的另一个输入端同时与所述与非门nas的输出端和所述与门and的一个输入端连接，所述与门and的另一个输入端与微处理器输出控制信号sc连接，所述与门and的输出端所述数字隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯宏，鲁金科，郭世龙，邾玢鑫，佘小莉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：