[发明专利]一种氮化镓三极管开关测试电路及测试方法

说明书

本发明公开了一种氮化镓三极管开关测试电路及测试方法，开关测试电路包括主电路和控制电路，主电路包含串联的电源模块、负载模块和待测模块；电源模块包含直流DC电源和储能电容C1；负载模块包含负载电感L1、控制三级管Q3、续流二极管D1、负载电阻R1和控制三极管Q4；待测模块包含控制三极管Q2和待测三极管Q1；控制电路分别连接待测三极管Q1的栅极、控制三极管Q2的栅极、控制三极管Q3的栅极和控制三极管Q4的栅极。本发明测试过程中待测三极管只需导通一次，有效避免了器件自热，消除了与温度相关的氮化镓内部缺陷引起的测试误差，提高了测试精度，并且电路中集成了负载电阻和负载电感，扩大了测试范围，提升了测试效率。

技术领域

本发明涉及一种氮化镓三极管开关测试电路及测试方法，属于电子电路技术领域。

背景技术

氮化镓三极管由于具有低栅极电荷、低寄生电容和高饱和漂移速度等优势，在商业化应用中可以显著降低功率损耗，提高工作效率和增大功率密度。2020年初北京小米科技有限责任公司发布了65W氮化镓充电器，这款搭载氮化镓三极管的手机充电器大幅加快了充电速度，并且相比传统充电器，其体积减小三分之一以上，但是，复杂的开关驱动电路和较难的工艺制备都提高了产品成本。由于氮化镓三极管的低阈值电压和高开关速度，需要设计低振荡、防过冲的开关电路配合器件正常工作，所以准确评估氮化镓三极管的开关参数至关重要。

传统的双脉冲开关测试是使待测器件进行第一次导通和第二次导通，第一次导通使负载电感中储存电流，在第二次导通的瞬间负载电感电流会流过待测器件，从而获取器件的开关参数。但是，由于第一次导通过程中有电流流过待测器件，待测器件内部会自热升温，与温度相关的氮化镓内部缺陷会使第二次导通时的开关参数测量结果出现误差。

因此，针对待测器件在第一次导通时的自热问题，以及考虑到负载电感需要首先导通储存电流，需要提供一种精确、可靠的氮化镓三极管开关参数测试方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种氮化镓三极管开关测试电路及测试方法，待测三极管只需在测试过程中导通一次，有效避免了器件自热，提高了测试精度；测试电路集成了负载电阻和负载电感，更加全面、细致的评估了待测器件的开关参数；并可以在负载电阻和负载电感间进行快速切换测试，扩大了测试范围，提升了测试效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种氮化镓三极管开关测试电路，包括主电路和控制电路；主电路包含电源模块、负载模块和待测模块；

电源模块、负载模块和待测模块串联；

电源模块包含直流DC电源和储能电容C1，储能电容C1并联在直流DC电源的两端；

负载模块包含负载电感L1、控制三级管Q3、续流二极管D1、负载电阻R1和控制三极管Q4，负载电感L1的一侧与控制三极管Q3的源极串联，负载电感L1的另一侧连接续流二极管D1的阴极，负载电阻R1的一侧与控制三极管Q4的源极串联，负载电阻R1的另一侧连接续流二极管D1的阴极，续流二极管D1的阴极连接直流DC电源的正端，控制三极管Q3的漏极与控制三极管Q4的漏极并接于续流二极管D1的阳极；

待测模块包含控制三极管Q2和待测三极管Q1，控制三极管Q2的漏极与待测三极管Q1的漏极并接于续流二极管D1的阳极，控制三极管Q2的源极与待测三极管Q1的源极并接于直流DC电源的负端；

控制电路分别连接待测三极管Q1的栅极、控制三极管Q2的栅极、控制三极管Q3的栅极和控制三极管Q4的栅极。

控制电路为SILICON LABS公司生产的Si827x驱动芯片，为主电路提供四个隔离的三极管栅极控制信号。

上述电源模块、负载模块和测试模块构成两条导通回路、分别为第一导通回路和第二导通回路；直流DC电源、负载模块和控制三极管Q2构成第一导通回路；直流DC电源、负载模块和待测三极管Q1构成第二导通回路。