[发明专利]功率半导体器件特性统计学测试方法

说明书

本发明提供了一种功率半导体器件特性统计学测试方法，包括：在一个测试周期内测试设定电流值下开关管的开关特性、导通特性以及二极管的导通特性、恢复特性；可通过循环测试模式获得多组特性数据，通过计算得到设定电压、温度、电流等级下的器件特性概率密度函数；从而可通过变量测试模式，控制电压、温度、电流中的两项为定值，改变其中一项进行连续多周期测试，得到该变量各等级下的器件特性的概率密度函数，并根据置信区间绘制出以概率分布带，代替传统单一曲线的特性‑电流图、特性‑电压图、特性‑温度图，使得功率半导体器件特性的数据具有统计学规律。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地，涉及功率半导体器件特性统计学测试方法。

背景技术

随着电力电子器件额定容量的升高，以及工作环境的复杂化，应用中对功率半导体器件可靠性的要求也越来越高功率半导体作为昂贵元件和主要热源，对其热特性进行准确的建模与评估是提高电力电子设备经济性和安全性的重要途径。为了对电力电子系统的热特性和老化进行更准确的预测，不仅需要得到功率半导体器件在工作状态下的开关、导通特性，还要考虑到同一型号不同器件之间的差异性和测试结果存在的误差。因此得到功率半导体器件特性参数的概率分布，有着重要意义。

功率半导体器件的特性测试包括开关特性、导通特性和恢复特性。现有的技术通常采用双脉冲测试方法对功率半导体器件开关特性进行提取，采用I/V曲线量测仪对功率半导体器件导通特性进行提取。然而这些方法均存在负载电流、器件温度不方便调节；无法在相同电气、温度状态下连续重复测试；测试效率低，一次只能测一个器件的开关特性或恢复特性等问题，难以满足上述要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种功率半导体器件特性统计学测试方法。

本发明提供一种功率半导体器件特性统计学测试方法，包括：

设定测试周期和待测试的电压、电流、温度等级；

在一个测试周期内，测试设定条件下被测模块中开关管的开关特性、导通特性，以及二极管的恢复特性、导通特性；

通过循环测试多个测试周期，得到预设电压、温度、电流条件下，功率半导体器件特性的多组特性数据；根据该多组特性数据，得到预设条件下功率半导体器件特性数据的概率密度函数。

可选地，还包括：

控制电压、温度、电流条件中的任意两项为定值，改变剩余一项条件的值，连续测试多个测试周期，得到不同测试条件下，功率半导体器件特性的多组特性数据；并根据多组特性数据，得到不同条件下功率半导体器件特性数据的概率密度函数。

可选地，还包括：根据器件特性的概率密度函数，绘制出以下任一或任多概率分布区间：

功率半导体器件特性与电流关系下的概率分布区间；

功率半导体器件特性与电压关系下的概率分布区间；

功率半导体器件特性与温度关系下的概率分布区间。

可选地，所述被测模块中包含有至少一个被测单元，所述被测单元用于模拟功率半导体器件的工作状态；所述被测单元中包含有由开关管和二极管在内的功率半导体器件所构成的任意拓扑形式的全桥结构以及相对应的负载模块；

其中，所述功率半导体器件包括以下任一或者任多特征：

包括基于模块、压接、分立式封装技术在内的功率半导体器件；

包括基于硅、碳化硅、氮化镓在内的半导体芯片；

所述负载模块包括以下任一特征：

纯电感电路；

电感、电容、电阻、变压器所组成的混合型电阻抗网络。