[发明专利]计算半导体器件的频率与电流关系的方法和装置

权利要求书

1.一种计算半导体器件的频率与电流关系的方法，所述半导体器件包括多个分层，其特征在于，所述方法包括：

获取所述半导体器件的基础参数；

基于热扩散角原理根据所述基础参数计算所述半导体器件的结壳稳态热阻，以及根据所述基础参数获得所述半导体器件的总功耗的表达式，所述表达式是结温、工作频率和集电极电流的函数；

根据所述总功耗的表达式与所述结壳稳态热阻，利用一组预设的工作频率和集电极电流进行迭代计算，获得所述半导体器件的结温；

在所述一组预设的工作频率和集电极电流当中，确定与所述获得的结温相对应的工作频率和集电极电流，

所述基础参数包括测试数据；

所述根据所述基础参数获得所述半导体器件的总功耗的表达式包括：

计算所述测试数据的拟合参数；

根据所述拟合参数与所述基础参数获得所述半导体器件的导通功耗P_con的表达式；

根据所述拟合参数与所述基础参数获得所述半导体器件的开关功耗P_sw的表达式；

根据以下等式获得所述半导体器件的总功耗P_tot的表达式：

P_tot＝P_con+P_sw

其中P_con表示所述半导体器件的导通功耗，P_sw表示所述半导体器件的开关功耗，P_tot表示所述半导体器件的总功耗，

所述测试数据包括：

第一测试数据，所述第一测试数据包括所述半导体器件在不同测试结温和不同测试集电极电流下的饱和压降；以及

第二测试数据，所述第二测试数据包括所述半导体器件在不同测试集电极电流下的总开关能量损耗。

2.根据权利要求1所述的计算半导体器件的频率与电流关系的方法，其特征在于，所述计算所述测试数据的拟合参数包括：

对所述第一测试数据进行两次线性拟合，得到第一拟合参数，对所述第二测试数据进行二次多项式拟合，得到第二拟合参数。

3.根据权利要求2所述的计算半导体器件的频率与电流关系的方法，其特征在于，所述对所述第一测试数据进行两次线性拟合包括：

按照Vcesat＝k*Tj'+b对所述第一测试数据进行线性拟合，得到多个测试集电极电流曲线及其斜率k和截距b，其中，Vcesat表示所述饱和压降，Tj’表示所述测试结温；

按照以下等式对全部所述测试集电极电流曲线的斜率k和截距b进行线性拟合，得到斜率k的曲线和截距b的曲线及其对应的作为所述第一拟合参数的Vce_k1、Vce_k2、Vce_b1以及Vce_b2：

k＝Vce_k1*Ic'+Vce_k2

b＝Vce_b1*Ic'+Vce_b2

其中，Ic’表示所述测试集电极电流。

4.根据权利要求3所述的计算半导体器件的频率与电流关系的方法，其特征在于，所述基础参数包括占空比与输入波形；

所述输入波形为方波；

所述根据所述拟合参数与所述基础参数获得所述半导体器件的导通功耗表达式包括：

通过以下等式获得所述半导体器件的导通功耗P_con的表达式：

P_con＝D*Ic*Vecsat

Vcesat＝(Vce_k1*Ic+Vce_k2)*Tj+Vce_b1*Ic+Vce_b2

其中，D表示所述占空比，Ic表示所述集电极电流，Tj表示所述结温，Vce_k1、Vce_k2、Vce_b1以及Vce_b2表示所述第一拟合参数。

5.根据权利要求2所述的计算半导体器件的频率与电流关系的方法，其特征在于，所述对所述第二测试数据进行二次多项式拟合包括：

按照E_st＝Est_a*Ic'²+Est_b*Ic'+Est_c对所述第二测试数据进行二次多项式拟合，得到测试集电极电流曲线及其作为所述第二拟合参数的Est_a、Est_b以及Est_c，其中，Est表示所述总开关能量损耗，Ic’表示所述测试集电极电流。