[發明專利]一種半導體器件驅動器的測試電路及其控制方法

有效

• 申請號: 202111259329.6
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113702797B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 曾嶸;陳政宇;吳錦鵬;余占清;楊晨;尚杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R1/04
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 韓藝珠;張迎新

本發明提供一種半導體器件驅動器的測試電路及其控制方法，能夠模擬驅動器開通關斷功能，電路包括：正向導通支路、反向導通支路、門極接線端和陰極接線端；正向導通支路能夠正向導通百安培級脈沖電流，導通期間正向維持低阻態；反向導通支路能夠在μs級時間內反向導通和關斷kA級電流，導通期間反向維持低阻態；正向導通支路和反向導通支路并聯，形成第一端點和第二端點；第一端點與門極接線端相連接；第二端點與陰極接線端相連接；門極接線端和陰極接線端分別用于接入驅動器的門極和陰極；其中，正向導通是指電流從所述門極接線端經過所述測試電路流向所述陰極接線端，反向導通是指電流從所述陰極接線端經過所述測試電路流向所述門極接線端。

技術領域

本發明屬于電力電子器件測試技術領域，特別涉及一種半導體器件驅動器的測試電路及其控制方法。

背景技術

可關斷晶閘管（Gate Turn-Off Thyristor，GTO）、集成門極換流晶閘管（Integrated Gate Commutated Thyristor，IGCT）等是重要的大容量全控型電力電子開關器件，通常由半導體芯片和門極驅動單元（驅動器）兩部分組成。作為電流型控制器件，其驅動需要通過注入和抽取電流來實現控制電力電子器件的開通和關斷。開通時，驅動器向半導體芯片注入數百安培量級的門極電流，從而使器件開通。關斷時，驅動器通過MOS陣列控制關斷電容從門極向陰極放電，以將陰極電流全部快速換至門極，關斷回路放電電流取決于芯片正向電流，通常為數千安培量級，換流時間小于1μs。

為了模擬驅動器在連續開通關斷狀態下的運行能力并測量驅動器電氣參數，現有技術是通過驅動器和半導體器件整體測試實現的，需要在高壓回路中進行。且對于壓接型器件，測試時需采用數十kN機械應力的壓裝組件，測試電路復雜，成本高，很難批量地對電流控制型半導體器件驅動器的開通關斷能力的檢測。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種半導體器件驅動器的測試電路，包括：正向導通支路、反向導通支路、門極接線端和陰極接線端；

正向導通支路能夠正向導通百安培級脈沖電流，且導通期間正向維持低阻態；

反向導通支路能夠在μs級時間內反向導通和關斷kA級電流，且導通期間反向維持低阻態；

正向導通支路和反向導通支路并聯，形成第一端點和第二端點；

第一端點與門極接線端相連接；

第二端點與陰極接線端相連接；

門極接線端和陰極接線端分別用于接入驅動器的門極和陰極；

其中，正向導通是指電流從所述門極接線端經過所述測試電路流向所述陰極接線端，反向導通是指電流從所述陰極接線端經過所述測試電路流向所述門極接線端。

進一步地，方法還包括：

調節電阻和/或調節電感；

正向導通支路和反向導通支路并聯后與調節電阻和/或調節電感串聯。

進一步地，方法還包括：

設置在陰極接線端和門極接線端的電壓電流測量單元以及與電壓電流測量單元連接的控制系統；

電壓電流測量單元采集電壓電流參數并實時上傳到控制系統；

控制系統用于下發控制命令，控制測試電路和驅動器動作。

進一步地，驅動器為能夠輸出正向電流和反向電流的驅動電路。

進一步地，所述正向導通支路包括二極管；

所述反向導通支路包括多個并聯的半導體開關器件，所述半導體開關器件為MOSFET、JFET或IGBT。

進一步地，所述半導體開關器件為NMOS;