[發(fā)明專利]一種MOS管自動功率老化測試系統(tǒng)及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911307446.8
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111060798B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 楊修杰;甘蓉;陳艷;李蓉;劉浩峰
• 申請（專利權）人: 中國測試技術研究院流量研究所
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識產(chǎn)權代理有限公司 51284
• 代理人: 裴娟

1.一種MOS管自動功率老化測試系統(tǒng)，其特征在于，自動功率老化測試系統(tǒng)由人機交互接口單元、電源單元和老化板三部分構成；所述人機交互接口單元通過RS485總線與老化板進行通信，實現(xiàn)老化數(shù)據(jù)的下載和老化狀態(tài)的實時顯示；所述電源單元采用可調(diào)電源為老化板提供工作電源，根據(jù)受試器件確定電源參數(shù)；所述老化板負責受試器件的老化工作，并將老化狀況實時傳輸?shù)饺藱C交互接口單元；

其中，所述老化板具體結構為：包括一個處理器，所述處理器分別連接有RS485接口、第一恒流源、第二恒流源和恒壓源；所述第一恒流源、第二恒流源都連接至采樣電阻，所述采樣電阻和恒壓源用于連接受試器件；所述采樣電阻還通過第一模數(shù)轉換模塊連接至處理器，受試器件能夠通過第二模數(shù)轉換模塊連接至處理器；

所述老化板具有兩種工作模式：

1)恒定功率老化模式；處理器控制恒壓源，使受試器件處于導通狀態(tài)，第一恒流源輸出恒定電流通過受試器件“漏極—源極”，使受試器件結溫升高，通過第二模數(shù)轉換模塊測量“漏極—源極”間電壓V_DS，計算結溫T_j，最終使T_j達到T_jm附近；

2)循環(huán)加熱老化模式時；處理器控制恒壓源，使受試器件處于導通狀態(tài)，第一恒流源輸出恒定電流通過受試器件“漏極—源極”，使受試器件結溫升高，通過第二模數(shù)轉換模塊測量“漏極—源極”間電壓V_DS，計算結溫T_j，最終使T_j達到T_jm附近；當結溫T_j達到最高允許結溫T_jm附近時，將流過受試器件“漏極—源極”間的電流由第一恒流源切換到電流值設置較小的第二恒流源；隨著受試器件結溫的下降，當達到設定值后再次切換至第一恒流源，如此循環(huán)加熱完成受試器件的老化。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種MOS管自動功率老化測試系統(tǒng)，其特征在于，所述老化板設置為擴展老化板，即多個老化板，實現(xiàn)多工位并聯(lián)測試。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種MOS管自動功率老化測試系統(tǒng)，其特征在于，所述老化板的處理器還連接有報警指示模塊。

4.采用如權利要求1所述測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)依據(jù)公式確定在老化環(huán)境溫度T_a下，當結溫T_j達到最高允許結溫T_jm時，MOS管結允許的最大耗散功率P_cm，R_T為熱阻；

2)依據(jù)已線性化處理的受試器件歸一化導通電阻R_DS(ON)與結溫T_j的關系曲線確定結溫T_j為最高允許結溫T_jm時的導通電阻R_DS(ON)，根據(jù)P＝I²R初步確定恒定功率老化模式的加熱電流I_H1；

3)老化測試系統(tǒng)啟動，老化板中處理器控制恒壓源，使受試器件處于導通狀態(tài)，第一恒流源輸出恒定加熱電流I_H1通過受試器件“漏極—源極”，使受試器件結溫升高；

4)通過第二模數(shù)轉換模塊測量“漏極—源極”間電壓V_DS，計算結溫T_j；

5)不斷調(diào)試獲取最終老化條件；將加熱電流I_H1作為老化參數(shù)下載到標定樣件上，當達到穩(wěn)態(tài)后，觀察受試器件“漏極—源極”間的電阻值與結溫T_j為T_jm時的R_DS(ON)關系，適當調(diào)整加熱電流反復試驗，最終獲得老化加熱電流I_H，使老化穩(wěn)態(tài)后，受試器件“漏極—源極”間的電阻值與結溫T_j為T_jm時的導通電阻R_DS(ON)接近，完成老化。

5.采用如權利要求1所述測試系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)依據(jù)公式確定在老化環(huán)境溫度T_a下，當結溫T_j達到最高允許結溫T_jm時，MOS管結允許的最大耗散功率P_cm，R_T為熱阻；

2)依據(jù)已線性化處理的受試器件歸一化導通電阻R_DS(ON)與結溫T_j的關系曲線確定結溫T_j為最高允許結溫T_jm時的導通電阻R_DS(ON)，根據(jù)P＝I²R初步確定恒定功率老化模式的加熱電流I_H1；

3)老化測試系統(tǒng)啟動，老化板中處理器控制恒壓源，使受試器件處于導通狀態(tài)，第一恒流源輸出恒定加熱電流I_H1通過受試器件“漏極—源極”，使受試器件結溫升高；

4)通過第二模數(shù)轉換模塊測量“漏極—源極”間電壓V_DS，計算結溫T_j，觀察受試器件“漏極—源極”間的電阻值與結溫T_j為最高允許結溫T_jm時的導通電阻R_DS(ON)關系，適當調(diào)整加熱電流反復試驗，最終獲得老化加熱電流I_H，使老化穩(wěn)態(tài)后，受試器件“漏極—源極”間的電阻值與結溫T_j為最高允許結溫T_jm時的導通電阻R_DS(ON)接近，最終使結溫T_j達到最高允許結溫T_jm附近；

5)當結溫T_j達到最高允許結溫T_jm附近時，將流過受試器件“漏極—源極”間的電流由第一恒流源切換到電流值設置較小的第二恒流源；

6)隨著受試器件結溫的下降，當達到設定值后再次切換至第一恒流源，如此循環(huán)加熱完成受試器件的老化。