[發明專利]一種用于寬禁帶半導體功率器件的測試裝置

在審

• 申請號: 201711004680.4
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107656185A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 王文博
• 申請（專利權）人: 北京國聯萬眾半導體科技有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種半導體功率器件的測試裝置，具體地涉及一種用于寬禁帶半導體功率器件的測試裝置。

背景技術

GaN高電子遷移率晶體管(High Electron Mobility Transistor，簡寫HEMT)具有非常高的二維電子氣(2-DEG)濃度、高飽和電子遷移速度和高擊穿電壓等優點，使得GaN HEMT器件在微波功率應用領域具有GaAs器件無法比擬的優勢。但正是由于GaN HEMT 具有很高的功率密度，約為GaAs pHEMT器件的5～10倍，使得其在工作過程中由于功率耗散引起的自熱效應十分明顯，因此必須考慮自熱效應對器件性能的影響。熱阻Rth 和熱容Cth是描述器件熱傳輸特性最常用的兩個熱網絡參數，在已知熱阻和熱容的條件下，可以得到器件結溫隨環境溫度及功耗的變化關系，從而可用于分析器件特性以及器件的可靠性。因此，GaN HEMT器件熱網絡參數(熱阻Rth和熱容Cth)的準確測試，是器件結構設計、器件建模以及器件可靠性評估的重要環節。

常用的測量器件性能的方法主要有光學法和電學法。其中光學法主要有拉曼光譜法、發射式熱成像法以及紅外熱成像法等，這類方法有幾個缺點，首先光學測試設備復雜且校準困難，而且一般需要與被測器件接觸(物理接觸或光學接觸)，在測量GaN HEMT器件結溫時不是很實用，另外光學法很難在測量熱阻的同時測量熱容。電學法的測量設備為射頻微波實驗室常用的測量儀器，測試方法靈活，測試速度快，主要有脈沖測試方法和頻域測試方法兩種。其中脈沖測試方法是利用不同溫度和靜態偏置條件下的窄脈沖IV測試來提取器件的熱阻，測量方法簡單，測試速度快，但它很難同時提取器件的熱容；而頻域測試方法是通過測量器件在低頻和高頻條件下的阻抗特性差異，可同時提取器件的熱阻和熱容，但這種方法很難測試寄生電感和寄生電阻對器件性能的影響。

發明內容

發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種寬禁帶半導體器件性能測量方法，解決寄生電感和寄生電阻對器件性能和電路性能的影響，準確模擬器件的工作狀態性能。

針對上述問題，本發明提出了一種寬禁帶半導體功率器件測試裝置，該測試裝置包括寬禁帶半導體功率器件輸入接口裝置、寬禁帶半導體功率器件輸出接口裝置、電源供給裝置、數據采集裝置、數據存儲裝置、數據處理裝置和數據顯示裝置，其特征在于：所述數據采集采集裝置采集同一工況下寬禁帶半導體功率器件的電壓、電阻和電感參數，并將上述參數存儲到數據存儲裝置形成待測試寬禁帶半導體功率器件參數系列。

所述數據處理裝置具有虛擬等效電路模塊和寄生參數模塊，所述的虛擬等效電路模塊能夠模擬寬禁帶半導體功率器件所要接入的電路，所述的寄生參數模塊能夠模擬待測試寬禁帶半導體功率器件所要接入的電路所產生的寄生電容與寄生電感。

所述數據采集裝置采集的參數包括：開通電壓、門極電感、門-源電壓、關斷電壓、漏極電感、門-漏電壓、開通電流、源極電感、漏-源電壓、關斷電流、門-源電容、跨導、導通電阻、門-漏電容、工作頻率、門限電壓、漏-源電容、門-源耦合電感、門電壓、門-源二極管、門-漏耦合電感、源-漏二極管、開通門電阻、漏-源耦合電感、關斷門電阻、輸入電容、門-源二極管正向電壓、輸出電容、門-源穩態電壓、導通有效電流。

所述數據顯示裝置顯示的參數包括：門-源電壓、門極電感電壓、通道電流、門-漏電壓、漏極電感電壓、門-漏電容充電電流、漏-源電壓、源極電感電壓、漏-源電流、電流上升階段損耗、電壓上升階段損耗、正向導通損耗、電壓下降階段損耗、電流下降階段損耗、反向導通損耗、反向導通壓降、反向導通電流、反向導通時長、門-源電流、開通損耗、關斷損耗。

所述數據處理裝置還包括具有曲線描繪儀。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例共同用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。

圖1為本發明的測試裝置示例性實施例的框圖。

圖2為本發明的測試裝置的測試方法的流程圖。

具體實施方式

本發明一種寬禁帶半導體功率器件測試裝置，該測試裝置包括寬禁帶半導體功率器件輸入接口裝置10、寬禁帶半導體功率器件輸出接口裝置11、電源供給裝置12、數據采集裝置13、數據存儲裝置14、數據處理裝置15和數據顯示裝置16，其特征在于：所述數據采集裝置13采集同一工況下寬禁帶半導體功率器件的電壓、電阻、電流和電感參數，并將上述參數存儲到數據存儲裝置形成待測試寬禁帶半導體功率器件參數系列。