[發(fā)明專利]一種氮化鎵三極管開關(guān)測(cè)試電路及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011088859.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN112255537B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周峰;陸海;徐尉宗;任芳芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/327
• 分類號(hào): G01R31/327;G01R31/26;G01R31/54
• 代理公司: 南京中律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32341
• 代理人: 李建芳

本發(fā)明公開了一種氮化鎵三極管開關(guān)測(cè)試電路及測(cè)試方法，開關(guān)測(cè)試電路包括主電路和控制電路，主電路包含串聯(lián)的電源模塊、負(fù)載模塊和待測(cè)模塊；電源模塊包含直流DC電源和儲(chǔ)能電容C1；負(fù)載模塊包含負(fù)載電感L1、控制三級(jí)管Q3、續(xù)流二極管D1、負(fù)載電阻R1和控制三極管Q4；待測(cè)模塊包含控制三極管Q2和待測(cè)三極管Q1；控制電路分別連接待測(cè)三極管Q1的柵極、控制三極管Q2的柵極、控制三極管Q3的柵極和控制三極管Q4的柵極。本發(fā)明測(cè)試過程中待測(cè)三極管只需導(dǎo)通一次，有效避免了器件自熱，消除了與溫度相關(guān)的氮化鎵內(nèi)部缺陷引起的測(cè)試誤差，提高了測(cè)試精度，并且電路中集成了負(fù)載電阻和負(fù)載電感，擴(kuò)大了測(cè)試范圍，提升了測(cè)試效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氮化鎵三極管開關(guān)測(cè)試電路及測(cè)試方法，屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮化鎵三極管由于具有低柵極電荷、低寄生電容和高飽和漂移速度等優(yōu)勢(shì)，在商業(yè)化應(yīng)用中可以顯著降低功率損耗，提高工作效率和增大功率密度。2020年初北京小米科技有限責(zé)任公司發(fā)布了65W氮化鎵充電器，這款搭載氮化鎵三極管的手機(jī)充電器大幅加快了充電速度，并且相比傳統(tǒng)充電器，其體積減小三分之一以上，但是，復(fù)雜的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路和較難的工藝制備都提高了產(chǎn)品成本。由于氮化鎵三極管的低閾值電壓和高開關(guān)速度，需要設(shè)計(jì)低振蕩、防過沖的開關(guān)電路配合器件正常工作，所以準(zhǔn)確評(píng)估氮化鎵三極管的開關(guān)參數(shù)至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的雙脈沖開關(guān)測(cè)試是使待測(cè)器件進(jìn)行第一次導(dǎo)通和第二次導(dǎo)通，第一次導(dǎo)通使負(fù)載電感中儲(chǔ)存電流，在第二次導(dǎo)通的瞬間負(fù)載電感電流會(huì)流過待測(cè)器件，從而獲取器件的開關(guān)參數(shù)。但是，由于第一次導(dǎo)通過程中有電流流過待測(cè)器件，待測(cè)器件內(nèi)部會(huì)自熱升溫，與溫度相關(guān)的氮化鎵內(nèi)部缺陷會(huì)使第二次導(dǎo)通時(shí)的開關(guān)參數(shù)測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

因此，針對(duì)待測(cè)器件在第一次導(dǎo)通時(shí)的自熱問題，以及考慮到負(fù)載電感需要首先導(dǎo)通儲(chǔ)存電流，需要提供一種精確、可靠的氮化鎵三極管開關(guān)參數(shù)測(cè)試方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種氮化鎵三極管開關(guān)測(cè)試電路及測(cè)試方法，待測(cè)三極管只需在測(cè)試過程中導(dǎo)通一次，有效避免了器件自熱，提高了測(cè)試精度；測(cè)試電路集成了負(fù)載電阻和負(fù)載電感，更加全面、細(xì)致的評(píng)估了待測(cè)器件的開關(guān)參數(shù)；并可以在負(fù)載電阻和負(fù)載電感間進(jìn)行快速切換測(cè)試，擴(kuò)大了測(cè)試范圍，提升了測(cè)試效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種氮化鎵三極管開關(guān)測(cè)試電路，包括主電路和控制電路；主電路包含電源模塊、負(fù)載模塊和待測(cè)模塊；

電源模塊、負(fù)載模塊和待測(cè)模塊串聯(lián)；

電源模塊包含直流DC電源和儲(chǔ)能電容C1，儲(chǔ)能電容C1并聯(lián)在直流DC電源的兩端；

負(fù)載模塊包含負(fù)載電感L1、控制三級(jí)管Q3、續(xù)流二極管D1、負(fù)載電阻R1和控制三極管Q4，負(fù)載電感L1的一側(cè)與控制三極管Q3的源極串聯(lián)，負(fù)載電感L1的另一側(cè)連接續(xù)流二極管D1的陰極，負(fù)載電阻R1的一側(cè)與控制三極管Q4的源極串聯(lián)，負(fù)載電阻R1的另一側(cè)連接續(xù)流二極管D1的陰極，續(xù)流二極管D1的陰極連接直流DC電源的正端，控制三極管Q3的漏極與控制三極管Q4的漏極并接于續(xù)流二極管D1的陽(yáng)極；

待測(cè)模塊包含控制三極管Q2和待測(cè)三極管Q1，控制三極管Q2的漏極與待測(cè)三極管Q1的漏極并接于續(xù)流二極管D1的陽(yáng)極，控制三極管Q2的源極與待測(cè)三極管Q1的源極并接于直流DC電源的負(fù)端；

控制電路分別連接待測(cè)三極管Q1的柵極、控制三極管Q2的柵極、控制三極管Q3的柵極和控制三極管Q4的柵極。

控制電路為SILICON LABS公司生產(chǎn)的Si827x驅(qū)動(dòng)芯片，為主電路提供四個(gè)隔離的三極管柵極控制信號(hào)。

上述電源模塊、負(fù)載模塊和測(cè)試模塊構(gòu)成兩條導(dǎo)通回路、分別為第一導(dǎo)通回路和第二導(dǎo)通回路；直流DC電源、負(fù)載模塊和控制三極管Q2構(gòu)成第一導(dǎo)通回路；直流DC電源、負(fù)載模塊和待測(cè)三極管Q1構(gòu)成第二導(dǎo)通回路。