[发明专利]一种功率MOS器件在线测温的方法

摘要

一种功率MOS器件在线测温的方法属于功率半导体器件以及电力电子应用技术领域。使功率MOS器件处于工作状态下，在功率MOS器件栅极施加测试脉冲电压信号，检测栅极测试脉冲电压信号与对应漏极电流变化的开启延迟时间；测量功率MOS器件漏极输出电流呈线性增大时，该延迟时间与漏极电流的对应关系，再根据器件的漏极电流(所加功率)、热阻和温升之间的对应关系，可得到温度系数；测量在某个工作状态下，功率MOS器件栅极测试脉冲电压信号与对应漏电流变化的开启延迟时间，再由测得的温度系数,得到器件在该状态下的温升大小。即实现功率MOS器件温升的在线测量，也可监控功率MOS器件在某状态下的温升，来判定器件的工作状态。

主权项

1.一种功率MOS器件在线测温的方法，其特征在于，包括以下步骤：I、使功率MOS器件处于工作状态，保持功率MOS器件漏‑源电压不变，调节栅极电压，待其输出功率达到稳定状态后，在功率MOS器件的栅极接入窄脉冲电压信号，则会引起漏极电流的对应变化；所述的窄脉冲电压信号的脉冲时间为10μs‑50μs，电压幅值为500mV‑2V；使用示波器或测温芯片，采集加载窄脉冲测试信号后功率MOS器件栅‑源电压和采样电阻的电压变化，等比例放大两脉冲信号的开启上升部分至100mV，100ns档位，调节两脉冲信号处于同一条零点线位置，读取两信号距离零点线100mV位置的时间差值，即是功率MOS器件栅极测试脉冲电压信号与对应漏极电流变化的开启延迟时间；II、保持功率MOS器件漏‑源电压不变，调节栅极电压，使得功率MOS器件漏极的输出电流呈线性增大或减小，分别待其工作至稳态后，在功率MOS器件的栅极接入窄脉冲电压信号，采集各稳态漏极电流下，功率MOS器件栅极测试脉冲电压信号与对应漏极电流变化的开启延迟时间，得到该延迟时间与稳态漏极电流的对应关系，根据加载功率为漏极电流与漏极电压的乘积，能够获取该延迟时间与加载功率的对应关系，再根据器件热阻的参数定义：单位功率变化所引起的温升大小，及器件所加载功率、热阻和温升之间的对应关系：Rth(t)＝ΔT(t)/(VDS*IDS)，P＝VDS*IDS，其中，VDS为器件的漏极电压，IDS为漏极电流，P为加载功率，Rth(t)为热阻，△T(t)为温升大小，能够得到功率MOS器件栅极测试脉冲电压信号与对应漏极电流变化的开启延迟时间随温度变化的温度系数；通过改变功率MOS器件漏极电压的幅值，得到不同漏极电压下，该开启延迟时间的温度系数；III、使功率MOS器件处于某个工作状态下，通过在器件的栅极接入窄脉冲电压信号，测量功率MOS器件栅极测试脉冲电压信号与对应漏极电流变化的延迟时间，再利用该延迟时间随温度变化的温度系数，则得到该状态下功率MOS器件的温升。