[發明專利]功率MOSFET器件雪崩能量測試儀

無效

• 申請號: 200910219513.0
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN101750539A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 李志強
• 申請（專利權）人: 西安明泰半導體測試有限公司
• 主分類號: G01R22/00
• 分類號: G01R22/00;G01R31/26
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發明屬于半導體測試技術領域，涉及一種功率MOSFET器件雪崩能 量測試儀。

背景技術

功率MOSFET器件由于制造工藝簡單、集成度高、抗干擾能力強、速 度快、功耗低、價格便宜等優點，在電力電子設備中廣泛應用。隨著半導體 技術的快速發展及對可靠性、失效模式等認識的深入，給芯片設計廠商也帶 來了全新的挑戰。因此，如何在芯片尺寸不斷縮小的情況下，使產品能更為 安全、可靠、長壽命，成為當今各大功率半導體廠商共同面臨的巨大考驗。 特別是功率MOSFET在高頻開關和汽車電子等特殊工作環境的廣泛應用， UIS(即Unclamped?Inductive?Switching的縮寫)失效已成為功率MOSFET 最主要的安全殺手之一。

UIS特性通常用來描述功率MOSFET在非鉗制電感電路中能夠承受電 流大小的能力，或描述功率MOSFET在雪崩擊穿下負載能量的能力。UIS 特性好壞會直接影響到器件的安全工作區及壽命，因此UIS特性被認為是器 件安全性的重要指標。UIS失效通常可以看作是MOSFET中的體二極管雪 崩擊穿使得反向電流倍增，進而結溫升高到臨界溫度以上而發生熱擊穿。對 器件來說，UIS失效帶來的損傷通常也是不可修復的，因此對器件雪崩能量 的測試也顯得尤為重要。

MOSFET的雪崩擊穿常在大電流時發生，因其故障引起的電子設備的損 壞也比較常見。功率MOSFET器件雪崩能量測試要求測試電路能夠提供瞬 態大電流。而在現有技術條件下，各類測試設備還不能滿足測試時需要更高 瞬態電流輸出的要求，比如集成電路測試機JUNO可以提供最大9.99A瞬態 電流輸出、Acco?Test?Sts8200可以提供最大40A瞬態電流輸出、AST2000可 以提供最大30A瞬態電流輸出。因此研制新的雪崩測試裝置，將在半導體測 試領域給功率MOSFET雪崩能量測試帶來新的機遇。

發明內容

本發明的目的是提供一種功率MOSFET器件雪崩能量測試儀，解決了 現有技術無法提供高瞬間電流進行功率MOSFET雪崩能量測試的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種功率MOSFET器件雪崩能量測試儀， 包括前端雪崩測試電路和后端雪崩電流采樣電路，

所述前端雪崩測試電路的結構是，包括可調直流電源，可調直流電源的 正極與保險絲相連；保險絲的另一端與MOSFET器件的漏極相連；MOSFET 器件的源極與電感的一端相連；電感的另一端與電流感應器的電流輸入端相 連；電流感應器的電流輸出端與待測MOSFET器件的漏極相連；待測 MOSFET器件的源極與接地線及可調直流電源的負極相連；MOSFET器件 的柵極接受控制信號；電流感應器的采樣信號輸出端輸出信號；待測 MOSFET器件的柵極接受控制信號；MOSFET器件的漏極與保險絲的連接 線上設置有節點N1，MOSFET器件的源極與電感的連接線上設置有節點N2， 待測MOSFET器件的源極與可調直流電源的連接線上設置有節點N3，在節 點N1與N3之間并聯有電解電容和瓷片電容；在節點N2與N3之間連接有 二極管，該二極管的正端與節點N3連接；

所述后端雪崩電流采樣電路的結構是，包括模數轉換器，模數轉換器分 別與信號調理電路、基準源電路和FPGA控制邏輯連接，FPGA控制邏輯分 別與測試機信號連接器、MOS驅動電路和分選機信號連接器連接。

本發明的功率MOSFET器件雪崩能量測試儀，其特征還在于：

所述可調直流電源選用0～50V。

所述MOSFET器件選用型號為IXFX140N30P。

所述電解電容選用型號為470UF/250V。

所述二極管選用型號為1N5822。

所述MOS驅動器選用型號為IR2101。

本發明的測試儀，能夠提供高瞬間電流進行功率MOSFET雪崩能量測 試，可獨立配合集成電路分選機Handler使用，也可以安裝在集成電路測試 機Tester和集成電路分選機Handler之間，配合測試機一起工作，改善了功 率MOSFET器件的測試能力。

附圖說明

圖1是本發明測試儀中的前端雪崩測試電路示意圖；

圖2是待測MOSFET器件管腳信號示意圖；

圖3是本發明測試儀中的后端雪崩電流采樣電路示意圖；