[发明专利]绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量测量电路及其测量方法

说明书

技术领域

本属于发明属于半导体技术领域，特别涉及一种绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量测量电路及其测量方法。

背景技术

由于绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管MOS组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，因此综合了以上两种器件的优点，即驱动功率小而饱和压降低的优点。然而，由于IGBT的门极(Gate)电荷的大小对其动态特性(开关特性)和动态损耗(开关过程中的损耗)有重要的影响，因此，准确测量IGBT的门极电荷量对于IGBT器件的性能优化显得十分重要。

目前，对于IGBT栅极电荷量的测量而言，现有技术一般是通过测量IGBT栅极的电容和IGBT处于完全导通状态下的栅极电压，利用电容的计算公式：C＝Q/U，计算获得IGBT栅极电荷量，其中，C为IGBT栅极的电容值，U为IGBT处于完全导通状态下的栅极电压，Q为计算获得的IGBT栅极电荷量。

然而，由于现有技术在测量IGBT栅极电荷量时需要测量或计算其栅极电容的电容值，而IGBT器件的结构产生的寄生电容会在测量IGBT栅极的电容时产生干扰，导致无法得出正确的电容值，进而使得计算所得到的IGBT栅极电荷量也会有所偏差。

综述所述，现有的IGBT栅极电荷量测量方法存在无法准确测量IGBT栅极电荷量的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量测量电路及其测量方法，旨在解决现有技术中存在现有的IGBT栅极电荷量测量方法存在无法准确测量IGBT栅极电荷量的问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量测量电路，用于测量待测绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量，所述栅极电荷量测量电路包括控制模块、充电模块、电流检测模块以及电量计算模块；

所述充电模块的第一输入端接收工作电压，并与所述电流检测模块的第一输入端连接，所述充电模块的控制端与所述电流检测模块的第二输入端连接，所述电流检测模块的输出端与所述电量计算模块的输入端连接，所述充电模块的第一输出端与所述控制模块的第一输入端连接，所述充电模块的第二输出端与所述控制模块的第二输入端以及所述待测绝缘栅双极型晶体管的栅极连接，所述控制模块的第一控制端接收第一控制信号，所述控制模块的第二控制端接收第二控制信号，所述控制模块的输出端与所述待测绝缘栅双极型晶体管的发射极以及所述电量计算模块的第一检测端连接，所述待测绝缘栅双极型晶体管的集电极与所述电量计算模块的第二检测端连接；

当所述第一控制信号有效，且所述第二控制信号无效时，所述控制模块控制所述充电模块根据所述工作电压向所述待测绝缘栅双极型晶体管进行充电，所述电流检测模块检测所述充电模块对所述待测绝缘栅双极型晶体管进行充电时的充电电流，且将所述充电电流反馈至所述电量计算模块，所述电量计算模块获取所述待测绝缘栅双极型晶体管从开始充电状态至完全开启状态时所使用的时间，并根据所述时间与所述充电电流计算所述待测绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量。

本发明第二方面提供一种基于上述绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量测量电路的测量方法，所述测量方法包括：

所述控制模块在所述第一控制信号有效，且所述第二控制信号无效时，控制所述充电模块根据所述工作电压向所述待测绝缘栅双极型晶体管进行充电。

所述电流检测模块检测所述充电模块对所述待测绝缘栅双极型晶体管进行充电时的充电电流，且将所述充电电流反馈至所述电量计算模块。

所述电量计算模块获取所述待测绝缘栅双极型晶体管从开始充电状态至完全开启状态时所使用的时间，并根据所述时间与所述充电电流计算所述待测绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量。

本发明提供的绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量测量电路的有益效果在于，通过控制模块控制充电模块向待测绝缘栅双极型晶体管充电，电流检测模块检测待测绝缘栅双极型晶体管的充电电流，并向电量计算模块进行反馈，电量计算模块获取待测绝缘栅双极型晶体管从开始充电状态至完全开启状态时所使用的时间，进而根据时间与充电电流计算待测绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量，使得计算出的待测绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量不受待测绝缘栅双极型晶体管结构的影响，提高了绝缘栅双极型晶体管的栅极电荷量的测量准确度，解决了现有技术中存在现有的IGBT栅极电荷量测量方法存在无法准确测量IGBT栅极电荷量的问题。

附图说明