功率场效应管测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种功率场效应管测试装置，包括测试电路、电感元件、中央处理模块、检测模块、ＶＤ源模块和结构与ＶＤ源模块相同的ＶＧ源模块，所述测试电路包括用于与一个场效应管连接的源极端子、漏极端子和栅极端子，所述电感元件连接在漏极端子和电源端之间，所述ＶＤ源模块的电源输出端为所述电源端；所述ＶＧ源模块的输出与所述栅极端子连接；所述中央处理模块通过可扩展的通讯接口分别与所述ＶＤ源模块和ＶＧ源模块连接，控制ＶＤ源模块和ＶＧ源模块的输出。本实用新型专利技术采用模块化设计，降低了系统因程序意外跑飞而出现死机或异常的可能性，避免了全部使用数字逻辑芯片带来的不可编程、故可扩展性差的缺陷，并且提高了日产量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体器件检测
中的设备，尤其涉及一种利用雪崩 能量对功率场效应管(MOSFET)进行无损的雪崩击穿测试，通过对测试过程中电路各点的 参数测量，从而判断功率管好坏的测试装置。
技术介绍
电子元器件是电子产品的基础，是能完成预定功能而不能再分割的电路基本单 元。元器件的质量与可靠性直接影响着电子产品的质量与可靠性水平。没有可靠的元器件， 即使最完善的设计也难以满足电子产品达到高可靠性的要求。因此保证产品可靠性，对所 使用的原件进行严格的质量控制是一项极为重要的工作。功率场效应管(MOSFET)常用于大电压、大电流的应用场合，如汽车点火电路。此 时MOSFE必须承受很高的反向高压，并且有可能被瞬时击穿，为了确保功率MOSFET在实际 应用中的可靠性，需要在出厂前对MOSFET进行无损的雪崩击穿测试。通常，测试原理图如 图1所示。测试开始后，先使电源Vdd上电保持在高电平。在功率MOSFET的栅极处施加一导通 电压\使其开启。则电源Vdd通过导通的回路向电感L充电，在电感充电储能期间，漏源间电 流Id逐渐近似呈线性上升。当电流达到设定值Ias时，撤除栅极导通电压Ve使功率MOSFET 关断。功率MOSFET关断时，会在电感的两侧瞬时感应很高的电压，该电压加在MOSFET的漏 极即雪崩电压VBS。与此同时，由于能量在功率MOSFET内消耗，漏源电流Id逐渐减小，若在 Id从0. 9Ias下降至0. IIas间漏源间电压Vds能维持在BVdss (栅源短路时的漏源击穿电压) 之上，并能在Id下降为零后返回至电源压值VDD，则证明MOSFET性能完好，通过测试。即，当 上述各个测试点的EAS(Single Pulse Avalanche Energy)参数的电压电流曲线满足图2 所示的关系图时，即认为该MOSFET性能完好。因而，EAS参数是反应MOSFET强健性的一个 重要性能参数。对MOSFET的EAS测试是工业MOS-FET生产和应用中重要的一环。在现有技术中，为了实现上述要求，现有的测试装置采用了大量的逻辑芯片，并且 采用双电源为这些逻辑芯片进行供电，采用上述技术方案，第一，电源电路比较复杂；第二， 这种技术方案使得整个系统的扩展性差，不易于根据要求进行功能的定制和扩展，并且设 计复杂，过错率高；第三，在测试过程中，由于电路复杂，逻辑芯片的处理速度慢，所以单管 的测试周期长，因而测试效率低。另外，在实际应用时，一般将前述的对MOSFET的EAS测试与MOSFET的分选配合进 行，即，完成一个MOSFET的测试，就对该MOSFET进行分类，如果测试该MOSFET性能完好，则 归类到合格产品中，如果该MOSFET没有通过测试，则归类到不合格产品中。因此，如果对 MOSFET的EAS测试不准确，将淘汰好的功率场效应管，或留下不符要求的功率场效应管。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种功率场效应管测试装置，提高测试效率，增强扩展性。为解决上述技术问题，本技术提供了一种场效应管测试装置，包括测试电路、 电感元件、中央处理模块、检测模块、VD源模块和结构与VD源模块相同的VG源模块。所述测试电路包括用于与一个场效应管连接的源极端子、漏极端子和栅极端子； 所述电感元件连接在漏极端子和电源端之间；所述VD源模块的电源输出端为所述电源端； 所述VG源模块的输出与所述栅极端子连接；所述检测模块包括连接在电感元件与场效应 管漏极端子之间的电流传感器；所述电流传感器和漏极端子分别与中央处理模块连接，所 述中央处理模块通过可扩展的通讯接口分别与所述VD源模块和VG源模块连接，控制VD源 模块和VG源模块的输出。测试时，将功率MOSFET的各极与上述装置中的测试电路中的各端子对应连接好， 所述中央处理模块控制VD源模块为测试电路供电，而后控制所述VG源模块输出，则在测试 电路的栅极提供了一个开启电压，功率MOSFET开启，由电源端、电感等构成的导通回路向 电感充电。在电感充电储能期间，漏极电流Id逐渐近似呈线性上升，此漏极电流Id由电流 传感器感测并发送给所述中央处理模块，漏源电压Vds可由中央处理模块从漏极端子直接 采集得到。当漏极电流Id达到中央处理模块内部的设定值Ias时，由中央处理模块控制所述 VG源模块的输出，使其不再有输出，即撤除栅极导通电压使功率MOSFET关断。功率MOSFET 关断时，会在电感元件的两侧瞬时感应很高的电压，该电压加在MOSFET的漏极即雪崩电压 VBS。与此同时，由于能量在功率MOSFET内消耗，漏源电流Id逐渐减小，中央处理模块实时接 收并监测漏源电流Id和漏源间电压Vds，若在漏极电流Id从0. 9Ias下降至0. IIas间漏源间电 压VDS能维持在BVdss之上，并能在Id下降为零后返回至电源压值VDD，则证明功率MOSFET 性能完好通过测试。本技术采用模块化设计，每个模块均可采用工业级的MCU (Micro Controller Unit)作为控制芯片，通过各模块的MCU之间互相监测，互相协调，最大限度的降低了系统 因程序意外跑飞而出现死机或异常的可能性；另外，本技术取代了现有技术在数字控 制与处理方面全部使用的数字逻辑芯片，避免了全部使用数字逻辑芯片带来的不可编程、 故可扩展性差的缺陷；本技术通过对测试流程的合理优化和设计，最大限度的压缩了 单管的测试周期，提高了日产量。附图说明图1为功率场效应管雪崩击穿测试原理图；图2为通过雪崩击穿测试的功率场效应管的各个测试点的EAS参数的电压电流曲 线图；图3为本技术所述功率场效应管测试装置的结构框图；图4为本技术所述功率场效应管测试装置的测试原理图；图5为本技术一具体实施例的VD源模块的结构框图；图6为本技术一具体实施例的VD源模块中的扩流电路的电路原理图；图7为本技术一具体实施例的中央处理模块和检测模块的原理框图；图8为本技术电压衰减电路的一个具体实施例的电路原理图；图9为本技术各模块的通讯连接示意图；图10为本技术进行通讯时的数据包格式图；图11为本技术一具体实施例的测试波形图；图12为本技术所述功率场效应管测试装置的测试流程图。具体实施方式本技术提供了一种功率场效应管测试装置，其结构框图如图3所示。功率场效应管测试装置，包括测试电路1、电感元件2、中央处理模块3、检测模块、 VD源模块4和结构与VD源模块相同的VG源模块5，所述测试电路1包括用于与一个场效 应管连接的源极端子11、漏极端子12和栅极端子13，所述电感元件2连接在漏极端子12 和电源端之间，所述VD源模块4的电源输出端为所述电源端；所述VG源模块5的输出与所 述栅极端子13连接；所述检测模块包括设置在电感元件2与场效应管漏极端子12之间、用 于检测漏极电流的电流传感器6 ；所述电流传感器6和用于获得漏源电压的漏极端子12分 别与中央处理模块3连接，所述中央处理模块3通过可扩展的通讯接口分别与所述VD源模 块4和VG源模块5连接，控制VD源模块4和VG源模块5的输出。图4为本技术所述功率场效应管测试装置的测试原理图。结合图3、图4，功 率MOSFET管A的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率场效应管测试装置，包括测试电路和电感元件，所述测试电路包括用于与一个场效应管连接的源极端子、漏极端子和栅极端子，所述电感元件连接在漏极端子和电源端之间，其特征在于，包括中央处理模块、检测模块、ＶＤ源模块和结构与ＶＤ源模块相同的ＶＧ源模块，所述ＶＤ源模块的电源输出端为所述电源端；所述ＶＧ源模块的输出与所述栅极端子连接；所述检测模块包括设置在电感元件与场效应管漏极端子之间、用于检测漏极电流的电流传感器；所述电流传感器和用于获得漏源电压的漏极端子分别与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过可扩展的通讯接口分别与所述ＶＤ源模块和ＶＧ源模块连接，控制ＶＤ源模块和ＶＧ源模块的输出。

【技术特征摘要】
1. 一种功率场效应管测试装置，包括测试电路和电感元件，所述测试电路包括用于与 一个场效应管连接的源极端子、漏极端子和栅极端子，所述电感元件连接在漏极端子和电 源端之间，其特征在于，包括中央处理模块、检测模块、VD源模块和结构与VD源模块相同的 VG源模块，所述VD源模块的电源输出端为所述电源端；所述VG源模块的输出与所述栅极 端子连接；所述检测模块包括设置在电感元件与场效应管漏极端子之间、用于检测漏极电 流的电流传感器；所述电流传感器和用于获得漏源电压的漏极端子分别与中央处理模块连 接，所述中央处理模块通过可扩展的通讯接口分别与所述VD源模块和VG源模块连接，控制 VD源模块和VG源模块的输出。2.如权利要求1所述的功率场效应管测试装置，其特征在于，所述VD源模块包括电源 电路和控制电路，所述电源电路包括依次连接的DA电路和多级放大电路，所述控制电路包 括MCU、隔离电路和换向电路，所述MCU通过所述隔离电路分别与所述DA电路和所述换向电 路连接，所述换向电路的输入端与所述多级放大电路的输出端连接，所述换向电路的输出 端作为所述VD源模块的电源输出端。3.如权利要求2所述的功率场效应管测试装置，其特征在于，所述隔离电路包括光电 耦合器，所述换向电路包括继电器。4.如权利要求2或3所述的功率场效应管测试装置，其特征在于，所述VD源模块还包 括扩流电路和温度监测模块，所述扩流电路的输入与所述换向电路的输出端相连，所述扩 流电路的输出端作为所述VD源模块的电源输出端，所述温度监测模块与所述扩流电路连 接，监测所述扩流电路的温度。5.如权利要求4所述的功率场效应管测试装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国光，王自鑫，张顺，姚剑锋，李佳明，林华新，
申请(专利权)人：佛山市蓝箭电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]