[發明專利]一種Cascode結構GaN電力電子器件結溫快速精確測量方法

有效

• 申請號: 202110632887.6
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113533922B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 黃火林;趙程
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 馬慶朝

1.一種Cascode結構GaN電力電子器件結溫快速精確測量方法，其特征在于，步驟如下：

S1、搭建溫度曲線標定平臺：將待測器件放置于可調控的穩定溫度環境中，通過外接線纜將待測器件源、漏端連接至測試系統；

S2、通過外部供熱的方法，標定器件溫度曲線：設置待測器件所處環境溫度，溫度范圍為室溫到200℃，待器件整體溫度與環境溫度穩定一致后，在器件源漏兩端施加電流偏置I₁，測試兩端電壓值為V_f1；調整施加電流為I₂，測量器件源漏兩端電壓值V_f2；通過計算得到該溫度下的溫敏電參數ΔR_Si值；在不同的溫度條件下重復上述操作過程，得到反映溫敏電參數與溫度關系的曲線，利用數學擬合該溫度曲線得到數學表達式；

S3、測定未知結溫下的溫敏參數：測試系統通過探針、外接引線連接在待測器件兩端；當器件負載工作到待測結溫時刻，關斷工作電路，開啟測試系統相關電路，迅速執行步驟S2中的溫敏電參數ΔR_Si測試操作，得到該時刻器件的溫敏電參數值；

S4、計算器件結溫T_j：將溫敏電參數值對應于步驟S2中得到的溫度曲線數學表達式，計算出該時刻器件的結溫T_j；該結溫值即為Cascode結構GaN電力電子器件的精確結溫值；

在進行偏置測試時，測試回路中的電阻由Si MOSFET體電阻R_Si和氮化鎵導通電阻R_GaN組成，具有如公式(1)所示的電學關系：

I×(R_Si+R_GaN)＝V_f (1)

在結溫測試時，在短時間內先后施加I₁和I₂兩個不同大小的電流偏置，監測器件源漏兩端電壓V_f1和V_f2；通過公式(2)移項相減消去R_GaN，得到公式(3)中只包含條件參量I和測試參量V_f的溫敏電參數ΔR_Si

利用溫敏電參數ΔR_Si與溫度的線性變化關系精確地表征Cascode結構GaN電力電子器件的結溫。

2.如權利要求1所述的Cascode結構GaN電力電子器件結溫快速精確測量方法，其特征在于，所述測試系統是具有電流源功能的源表，或者采用電流源與電壓表組合。