[发明专利]一种功率半导体器件瞬态热敏电压测试装置

说明书

本发明提供一种功率半导体器件瞬态热敏电压测试装置，包括低噪声直流稳压电源、测试条件产生电路、信号采样及处理电路和主控及输入/输出电路；低噪声直流稳压电源提供稳定直流电压；测试条件产生电路给被测功率半导体器件进行预热处理，之后迅速中和被测功率半导体器件中的少数载流子，并进行热敏处理后产生瞬态热敏电压差；信号采样及处理电路对瞬态热敏电压差进行采集、放大及转换；主控及输入/输出电路将瞬态热敏电压差进行显示，以及实现对测试条件产生电路所需的加热电流/热敏电流脉冲的产生、幅度与加热时间以及中和电流脉冲的控制。实施本发明，具有电路结构简单，操作简单，受外界环境变化而造成干扰较小，波形稳定等优点。

余寿豪(身份证45072120000922727X)，韦文生，宋慧慧，莫越达

技术领域

本发明涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件瞬态热敏电压测试装置。

背景技术

近年来，电子行业不断发展，半导体应用领域更加广，对测量功率半导体器件瞬态热敏电压也越来越重要，对功率半导体器件的性能要求越来越严格。对于功率半导体器件来讲，在工作的时候要施加一定的功率，这一功率的绝大部分被转换为热量，并导致器件芯片的温升。电子器件的结温过高将会引发器件性能降低、可靠性降低、寿命降低等故障。但由于产品的散热和工艺的限制，导致测试时的热阻值过大，对其性能造成了重大影响。因此，对于功率半导体器件瞬态热敏电压的研究越来越迫切。

随着微电子技术的飞速发展，半导体器件的功率、集成度和频率持续提高，高功率密度使得器件的温升急剧增大，严重影响器件性能及可靠性。因此半导体器件温升和热阻成了人们关注的焦点。同时，以半导体技术为核心的各类电子组件应用日益广泛，器件密度不断增大、封装不断缩小，使得热流密度不断增大，导致电子组件温升急剧增大直接影响器件性能甚至损坏器件。散热成了电子组件应用中亟待解决的问题。热阻是表征器件散热性能的重要热学参数，电子器件散热性能的研究离不开热阻的测试。热阻特性主要分为瞬态热阻和稳态热阻，瞬态热阻是表征发热或冷却的系统未达到热平衡时的热阻，稳态热阻则是在稳定状态下得到的热阻。从通常意义上讲稳态热阻主要针对的是器件的性能，更多是考核器件的设计，而瞬态热阻主要针对的是器件的可靠性，更多考核的是器件的生产工艺质量。

对于功率半导体器件而言，测试瞬态热阻比稳态热阻更有意义，用于满足功率半导体器件工艺生产中的100％筛选，主要剔除功率半导体器件烧结质量不合格而导致热阻偏大的器件。瞬态热敏电压是测量瞬态热阻中的关键参数，测量功率半导体器件瞬态热阻，离不开对瞬态热敏电压的测量。

然而，瞬态热敏电压测试过程中发现了以下三个技术难点：一是电流转换开关的响应时间控制在微秒级别，避免延迟时间过短会产生电压值的震荡，而过长则会影响瞬态热敏电压的真实值。二是加热功率脉冲能够在数十微秒内迅速关闭，具有陡直的后沿。防止功率半导体器件的结温升溢散，使测试得到的数值不准确(偏高)。三是热敏参数(主要是加热功率脉冲后的结温)的测试速度、精度和抗干扰要求很高，测试速度慢了同样会导致功率半导体器件结温的快速下降，进而影响加热功率脉冲后的结温测试的准确性。

因此，亟需一种功率半导体器件瞬态热敏电压测试装置，能够解决上述技术问题，具有电路结构简单，操作简单，受外界环境变化而造成干扰较小，波形稳定等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种功率半导体器件瞬态热敏电压测试装置，能够解决现有技术所存在的问题，具有电路结构简单，操作简单，受外界环境变化而造成干扰较小，波形稳定等优点。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种功率半导体器件瞬态热敏电压测试装置，用于被测功率半导体器件上，包括低噪声直流稳压电源及其分别连接的测试条件产生电路、信号采样及处理电路、主控及输入/输出电路；其中，

所述低噪声直流稳压电源与外部交流电源相连，用于对交流电进行降压、整流、滤波、稳压、滤波后，输出稳压直流电；