[发明专利]功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪及测试方法

说明书

本发明涉及一种功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪及测试方法，用于实现功率半导体器件的输入电阻、输入电容、输出电容、反向电容在不同直流偏置电压条件下的多通道扫描测试，包括控制电路、LCR测试电路、栅极偏压电路、漏极偏压电路及多通道隔离开关矩阵电路。该功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪及测试方法将控制电路、LCR测试电路、栅极偏压电路、漏极偏压电路及多通道隔离开关矩阵电路集成于单台仪器中，操作简单、维护方便，制作成本更低，大大提高了测试精度及测试效率。

技术领域

本发明主要应用于功率半导体器件(例如MOSFET、IGBT等)的输入电阻Rg、输入电容Ciss、输出电容Coss、反向电容Crss在直流偏置电压下多通道扫描测试，尤其涉及一种功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪，以及基于该一体化单机测试仪的测试方法。

背景技术

随着我国新能源汽车、光伏发电储能行业的飞速发展，功率半导体器件(MOSFET，IGBT等)的应用越来越广，需求越来越大，性能越来越高。功率半导体器件的小型化和高功率密度是发展的主要方向，要求功率半导体器件工作在更高的频率上。由于功率半导体器件的电阻电容参数会影响到产品的频率特性，因此越来越受到重视。以MOSFET为例，输入电阻Rg、输入电容Ciss、输出电容Coss、反向电容Crss会直接影响到功率半导体器件的开关特性。

目前市场上的电阻电容测试设备均由独立功能单机通过上位机软件进行系统集成。功能单机主要包括：LCR测试仪、栅极偏压电源、漏极偏压电源，隔离开关矩阵、工业电脑等。系统集成方案的缺点是：精度差，效率低，成本高，体积大，操作复杂，维护困难，无法满足客户对功率器件电阻电容参数精确测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪及测试方法，实现了功率半导体输入电阻Rg、输入电容Ciss、输出电容Coss、反向电容Crss在偏压条件下多通道扫描测试。

本发明提供一种功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪，用于实现功率半导体器件的输入电阻、输入电容、输出电容、反向电容在不同直流偏置电压条件下的多通道扫描测试，包括控制电路、LCR测试电路、栅极偏压电路、漏极偏压电路及多通道隔离开关矩阵电路；

控制电路分别与LCR测试电路、栅极偏压电路、漏极偏压电路、多通道隔离开关矩阵电路相连接，多通道隔离开关矩阵电路分别与LCR测试电路、栅极偏压电路、漏极偏压电路、被测功率件相连接。

其中，所述LCR测试电路用于在设定的测试电平、测试频率、偏置电压下实现功率半导体器件输入电阻、输入电容、输出电容、反向电容的参数测试。

其中，所述栅极偏压电路用于提供一组宽范围可调的正负直流电源，以适应不同类型的功率器件，施加于功率半导体器件的栅极和源极之间，实现对半导体功率器件的通断控制。

其中，所述漏极直流电压偏置电路用于提供一组宽范围可调的直流电源，施加于功率半导体器件的漏极和源极之间，作为功率器件的漏极和源极之间的偏置电压。

其中，所述多通道隔离开关矩阵电路通过继电器矩阵切换，实现对功率半导体器件不同电阻电容参数的电路切换，同时通过继电器矩阵实现多个半导体功率器件的多通道扫描测试。

其中，所述控制电路实现LCR测试电路参数的设置，栅极偏压电路和漏极偏压电路的控制，多通道隔离开关矩阵电路的通道和参数的切换，并完成功率半导体器件参数的测试。

本发明还提供一种功率半导体器件电阻电容的测试方法，采用上述功率半导体器件电阻电容一体化单机测试仪，包括如下步骤：

步骤1：将功率半导体器件接入该一体化单机测试仪的多通道隔离开关矩阵电路；

步骤2：接通多通道隔离开关矩阵电路的其中一个通道；

步骤3：控制交流信号源测试频率及测试电平；