[发明专利]功率半导体器件寄生电容测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件测试装置，尤其涉及一种功率半导体器件寄生电容测试装置。

背景技术

功率半导体器件由于受到材料及制造工艺的影响不可避免的在电极之间分布有寄生电容，如图1a所示，这些寄生电容的存在会在很大程度上影响器件的动态特性。描述功率半导体器件的寄生电容，通常借助寄生电容交流等效模型，如图1b所示，功率半导体器件内部的寄生电容一般包括：

输入电容Ciee，Ciee=Cgc+Cge；

输出电容Coee，Coee=Cgc+Cce；

反向传输电容Cree，Cree=Cgc。

随着功率半导体技术的发展，现代功率半导体器件的寄生电容通常很小，只有几十个nF甚至更低，为了准确地测量寄生电容，国际上颁布了许多针对寄生电容的测试标准，如IEC60747-8、IEC60747-9等标准中就规定了三种不同的测试电路分别用于输入电容、输出电容及反向传输电容的测试。目前测试功率半导体器件寄生电容所采用的方法是：针对不同的被测寄生电容参数，分别搭建各自的测试电路，这类方法的缺点是，每当测试完成一个电容参数后，需要重新搭建测试电路才能进行下一个电容参数的测试，因此使得测试工作较为繁琐，测试效率较低。

发明内容

为了克服现有测试方法效率低的缺点，本发明提出一种功率半导体器件寄生电容测试装置，该装置连接于被测器件与电容表、直流电源等外围测试设备之间，通过该装置上的选择开关即可快捷地切换测试电路，从而高效地完成三个寄生电容参数的测量。

本发明采用以下技术方案：

本发明测试装置包括切换开关、第一、第二滤波电容、门射极电阻和滤波电感。第一滤波电容的一端与高端电压端子和高端电流端子相连，高端电压端子和高端电流端子在内部短接。第一滤波电容的另一端与滤波电感、第二滤波电容及集电极端子相连。第二滤波电容的一端与集电极端子相连，第二滤波电容另一端与切换开关的第一触点相连。门射极电阻的一端与门极端子相连，门射极电阻的另一端与发射极端子相连。滤波电感的一端与电源正极端子相连，滤波电感的另一端与集电极端子相连。电源负极端子与发射极端子相连。切换开关的第一触点与第二滤波电容的一端相连，切换开关的第二触点与门极端子、低端电压端子及低端电流端子相连，其中低端电压端子及低端电流端子在内部短接，切换开关的第三触点与地电位端子相连，切换开关的公共触点与发射极端子以及门射极电阻的一端相连。

基于本发明装置的测试步骤如下：

1.门极、集电极、发射极端子分别连接被测器件的门极、集电极、发射极。电源正、负极端子分别连接外部直流电源的正极和负极，并根据需要调节直流电源的输出电压。高端电压端子、高端电流端子、低端电压端子、低端电流端子分别连接电容表对应的端子。地电位端子与电容表内部的高频信号源的地电位相连。旋转切换开关使其第一触点与公共触点连通，从而使被测器件的集电极通过第二滤波电容与发射极连接。本发明中取第二滤波电容的容值远大于集电极与发射极间的寄生电容，因此第二滤波电容对于测试电流呈现极低阻抗，可以认为被测器件的集电极与发射极短接，此时测试电流仅流过门极集电极寄生电容和门极发射极寄生电容，电容表显示的测量值即为输入电容。此外，如果选用电容表的串联电阻电容测量模式，电容表显示的串联电阻值即为门极内阻。

2.全部外部端子的连接不做任何改变，仅旋转切换开关使其第二触点与公共触点连通，从而使被测器件的门极与发射极短接，此时测试电流仅流过门极集电极寄生电容和集电极发射极寄生电容，电容表显示的测量值即为输出电容。

3.全部外部端子的连接不做任何改变，仅旋转切换开关使其第三触点与公共触点连通，从而使被测器件的发射极与地电位短接，即被测器件的发射极与电容表内部信号源的地电位短接，此时测试电流仅流过门极集电极寄生电容，电容表显示的测量值即为反向传输电容。

本发明有别于现有技术的特征是：

本发明属于一种寄生电容测试适配装置，它连接于被测器件及外围测试设备之间，通过操作切换开关可以方便地切换三种寄生电容测试电路，而且本发明装置的全部接口端子与被测器件、外围测试设备的连接无需改变，使用本装置测试功率半导体器件的寄生电容可以大大提高测试效率。

附图说明

图1功率半导体器件内部寄生电容分布及交流等效模型；

图2本发明公开的寄生电容测试装置内部电路原理图；

图3本发明公开的寄生电容测试装置外部连接示意图；

图4本发明公开的寄生电容测试装置结构示意图。