[發明專利]逆導型IGBT的間歇壽命試驗電路和方法

有效

• 申請號: 201810300543.3
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108594102B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 陳媛;張鵬;陳義強;駱成陽;賀致遠
• 申請（專利權）人: 中國電子產品可靠性與環境試驗研究所（（工業和信息化部電子第五研究所）（中國賽寶實驗室））
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本發明涉及一種逆導型IGBT的間歇壽命試驗電路和方法，包括控制電路、柵極電壓源、集電極電壓源、測試電流源和電阻，柵極電壓源、測試電流源和電阻均連接控制電路，柵極電壓源、測試電流源、電阻和控制電路均用于連接逆導型IGBT，集電極電壓源與電阻串聯連接。控制電路控制測試電流源和集電極電壓源分別提供逆向測試電流和集電極電壓，在進行測試時，由于逆導型IGBT集成了反向二極管，通過輸入逆向測試電流，測試逆導型IGBT的集電極和發射極之間的壓降并根據預設的溫敏系數，得到結溫的變化情況，根據結溫變化情況判斷器件的狀態和退化情況，避免了由于正向測試時回跳現象引起的測試不準確情況，間歇壽命試驗準確度高。

技術領域

本發明涉及半導體測試領域，特別是涉及一種逆導型IGBT的間歇壽命試驗電路和方法。

背景技術

逆導型絕緣柵雙極型晶體管是一種新型的IGBT器件，它是將IGBT元胞結構以及快恢復二極管(FRD)元胞結構集成在同一個芯片上，逆導型IGBT器件具有小尺寸、高功率密度、低成本、高可靠性等諸多優點，但是逆導型IGBT的電壓回跳現象限制了它在實際中的應用。

間歇壽命試驗是考核IGBT壽命及可靠性的一項重要指標。由于IGBT是大功率開關器件，在工作時會經歷快速、大幅度的溫度變化，材料熱脹冷縮在界面將產生很大的剪切應力，造成原有缺陷(如空洞、裂紋等)逐漸擴大而失效。國內外各項標準及詳細規范都要求對IGBT器件進行間歇壽命試驗。但由于逆導型IGBT內部結構與傳統IGBT的不同以及snapback回跳現象，逆導型IGBT在小電流脈沖測試情況下測量的結溫并不準確，甚至會出現負溫，因此，傳統的間歇壽命試驗準確性低。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種準確性高的逆導型IGBT間歇壽命試驗電路和方法。

一種逆導型IGBT的間歇壽命試驗電路，包括控制電路、柵極電壓源、集電極電壓源、測試電流源和電阻，所述柵極電壓源、所述測試電流源和所述電阻均連接所述控制電路，所述柵極電壓源、所述測試電流源、所述電阻和所述控制電路均用于連接逆導型IGBT，所述集電極電壓源與所述電阻串聯連接，

所述控制電路控制所述集電極電壓源輸出電壓至所述逆導型IGBT，以使所述逆導型IGBT的結溫升高，并開始計時得到第一計時時間；當所述第一計時時間達到第一預設時間時，控制所述測試電流源輸出逆向測試電流至所述逆導型IGBT并開始計時得到第二計時時間，獲取所述逆導型IGBT的集電極和發射極之間的第一壓降，根據所述第一壓降和預設溫敏系數得到逆導型IGBT的最高結溫；當所述第二計時時間達到第二預設時間時，獲取所述逆導型IGBT的集電極和發射極之間的第二壓降，根據所述第二壓降和預設溫敏系數得到所述逆導型IGBT的最低結溫；根據所述最高結溫和所述最低結溫得到結溫變化量，在檢測到所述結溫變化量小于預設失效閾值、大于或等于預設正常最低閾值且試驗次數達到預設循環周期次數時，輸出試驗結果為通過的提示信息。

一種逆導型IGBT的間歇壽命試驗方法，包括以下步驟：

控制集電極電壓源輸出電壓至所述逆導型IGBT，以使所述逆導型IGBT的結溫升高，并開始計時得到第一計時時間；

當所述第一計時時間達到第一預設時間時，控制測試電流源輸出逆向測試電流至所述逆導型IGBT并開始計時得到第二計時時間，獲取所述逆導型IGBT的集電極和發射極之間的第一壓降，根據所述第一壓降和預設溫敏系數得到逆導型IGBT的最高結溫

當所述第二計時時間達到第二預設時間時，獲取所述逆導型IGBT的集電極和發射極之間的第二壓降，根據所述第二壓降和預設溫敏系數得到所述逆導型IGBT的最低結溫；

根據所述最高結溫和所述最低結溫得到結溫變化量，在檢測到所述結溫變化量小于預設失效閾值、大于或等于預設正常最低閾值且試驗次數達到預設循環周期次數時，輸出試驗結果為通過的提示信息。