[发明专利]功率半导体器件功率循环测试系统

说明书

本发明公开一种功率半导体器件功率循环测试系统，设有控制电路及由控制电路控制的稳压电源、制冷装置及被测器件驱动电路；所述稳压电源的输出分别与多个检测支路相接；所述检测支路设有与稳压电源相接的检流电阻，与检测电阻串联有由控制电路控制开断的低阻开关器件，与低阻开关器件并联有分压电阻，所述检流电阻两端与模拟信号选择电路相接，模拟信号选择电路的输出与电压信号采集电路相接；所述电压信号采集电路的输出与控制电路相接；测试时，所述被测器件驱动电路与被测器件栅极相接，所述低阻开关器件与被测器件相串联，所述模拟信号选择电路亦接于被测器件源极与漏极之间。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件测试设备，尤其是一种准确度高、可靠性好及适用范围广的功率半导体器件功率循环测试系统。

背景技术

功率半导体器件（IGBT、MOSFET、GaN HEMT等）作为电力电子、电能转换的重要器件，已广泛应用于新能源发电、服务器电源、电动汽车等领域。功率半导体器件作为开关电源的核心功率器件，其可靠性直接影响系统的稳定性，而导致功率半导体器件可靠性降低的最主要原因是开关工作过程中的损坏。因此，如何有效的评估功率半导体器件的间歇寿命至关重要。

目前，已有采用功率循环测试系统对生产中的器件抽样（数百颗）进行可靠性试验，以评估该批次功率半导体器件的间歇寿命。主要是测试被测器件在设定时间内可实现包括加热和冷却的完整功率循环周期的个数。其中加热达到的最大结温T_jmax和冷却达到的最低结温T_jmin，二者的差值需要达到一定规范（如100℃），即需要实时监测被测器件的结温。然而，现有功率循环测试系统通常采用检测寄生体二极管压降判断被测器件结温的方式，为此需要增加反向小电流测试。不仅加大系统设备控制难度，而且延长了测量温度的间隔，无法精确地反馈被测器件实时结温；同时还会产生加热被中断的现象，导致被测器件测试过程中结温波动较大，影响测试准确性。另外，现有功率循环测试系统只适用于IGBT或者MOSFET等器件，无法实现对GaN HEMT进行测试，适用范围较窄。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种准确度高、可靠性好及适用范围广的功率半导体器件功率循环测试系统。

本发明的技术解决方案是：一种功率半导体器件功率循环测试系统，其特征在于：设有控制电路及由控制电路控制的稳压电源、制冷装置及被测器件驱动电路；所述稳压电源的输出分别与多个检测支路相接；所述检测支路设有与稳压电源相接的检流电阻，与检测电阻串联有由控制电路控制开断的低阻开关器件，与低阻开关器件并联有分压电阻，所述检流电阻两端与模拟信号选择电路相接，模拟信号选择电路的输出与电压信号采集电路相接；所述电压信号采集电路的输出与控制电路相接；测试时，所述被测器件驱动电路与被测器件栅极相接，所述低阻开关器件与被测器件相串联，所述模拟信号选择电路亦接于被测器件源极与漏极之间。

本发明通过所设置的模拟信号选择电路及电压信号采集电路，可周期性地将检流电阻两端电压及被测器件两端的电压传送至控制器，由控制器通过对两个电压值的运算，实时得出被测器件的阻值，并根据预先得到的结温与阻值对应关系曲线模型，计算出被测器件的结温。无需反向小电流测试，可实时精确地抓取被测器件结温，降低了设备控制难度、避免加热被动中断而使结温波动较大的现象，提高测试准确性及可靠性。本发明不仅适用于IGBT或者MOSFET等器件，而且可实现对GaN HEMT进行测试，扩大了适用范围。

附图说明

图1为本发明实施例的电路原理框图。

图2为本发明实施例中各测试支路的电路图。

图3为本发明实施例两个测试支路的时序图。

具体实施方式