[發(fā)明專利]一種用于半導(dǎo)體器件瞬態(tài)熱測(cè)試的恒流源

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211620932.7
• 申請(qǐng)日: 2022-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN115903983A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊連喬;杜王煜;簡(jiǎn)毛亮;楊驍妮;朱帥;張建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): G05F1/56
• 分類號(hào): G05F1/56;G01R31/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 常祖正

本發(fā)明公開一種用于半導(dǎo)體器件瞬態(tài)熱測(cè)試的恒流源，涉及瞬態(tài)熱測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，該恒流源包括：DCDC隔離電源以及LDO降壓模塊、高精度電壓基準(zhǔn)模塊、極性轉(zhuǎn)換模塊、25.5MA檔電流源模塊、2A檔電流源模塊、大小電流切換模塊、以及BNC接口輸出模塊；本發(fā)明可以在大電流輸出下保持高精度，還可以實(shí)現(xiàn)大小電流之間的快速切換，來(lái)實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)熱測(cè)試的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瞬態(tài)熱測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于半導(dǎo)體器件瞬態(tài)熱測(cè)試的恒流源。

背景技術(shù)

近幾十年來(lái)，電子系統(tǒng)的功率水平不斷提高。在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中，100安培的電流在千瓦功率下開關(guān)，火車甚至使用千安培。此外，功率密度也增加了。例如，手機(jī)通常只產(chǎn)生幾瓦特的電量，但在完全沒有通風(fēng)的情況下，內(nèi)部組件的溫度會(huì)迅速?gòu)氖彝饬阆聹囟茸兓?00℃以上。因此，在設(shè)計(jì)階段，系統(tǒng)散熱能力的表征已經(jīng)成為首要關(guān)注的問(wèn)題。另外，在制造和最終失效分析中也需要進(jìn)行熱測(cè)量。

在電力電子中，熱源器件通常是半導(dǎo)體器件，更準(zhǔn)確地說(shuō)，是半導(dǎo)體器件內(nèi)的一層薄薄的耗散層。在許多情況下，半導(dǎo)體器件中存在正向偏置p-n結(jié)，因此，熱源在傳統(tǒng)意義上稱為“結(jié)”。由于半導(dǎo)體器件的所有參數(shù)都與溫度有關(guān)，因此該結(jié)也可用作傳感器。這樣，就可以記錄半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的溫度變化。盡管時(shí)間上的任何功率分布都可能導(dǎo)致溫度瞬態(tài)，為了盡可能簡(jiǎn)化，通常施加功率階躍，也就是兩個(gè)功率級(jí)別之間的瞬間變化作為激勵(lì)。功率階躍上的溫度瞬態(tài)響應(yīng)是在某一時(shí)間的瞬變，其大小受熱傳導(dǎo)路徑中半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的影響。通過(guò)這種方式，如果評(píng)估溫度瞬態(tài)曲線，就可以獲得關(guān)于半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的大量信息。由于上述參數(shù)的溫度依賴性，快速產(chǎn)生穩(wěn)定功率是一項(xiàng)艱巨任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于半導(dǎo)體器件瞬態(tài)熱測(cè)試的恒流源。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種用于半導(dǎo)體器件瞬態(tài)熱測(cè)試的恒流源，包括：DCDC隔離電源以及LDO降壓模塊、高精度電壓基準(zhǔn)模塊、極性轉(zhuǎn)換模塊、25.5MA檔電流源模塊、2A檔電流源模塊、大小電流切換模塊、以及BNC接口輸出模塊；

所述DCDC隔離電源以及LDO降壓模塊的輸出端分別連接所述高精度電壓基準(zhǔn)模塊的輸入端和所述極性轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；

所述高精度電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端分別與所述25.5MA檔電流源模塊的輸入端、所述2A檔電流源模塊的輸入端連接；

所述極性轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分別與所述25.5MA檔電流源模塊的輸入端、所述2A檔電流源模塊的輸入端連接；

所述25.5MA檔電流源模塊的輸出端、所述2A檔電流源模塊的輸出端均與所述大小電流切換模塊的輸入端連接；

所述大小電流切換模塊的輸出端與所述BNC接口輸出模塊的輸入端連接。

可選地，所述25.5MA檔電流源模塊包括：PWM和電平輸入模塊、高速高精度隔離電平轉(zhuǎn)換模塊、巴特沃斯模擬量轉(zhuǎn)換模塊、50％開啟閾值設(shè)定模塊、加法器累加數(shù)據(jù)及誤差模塊、以及電流輸出模塊；

所述PWM和電平輸入模塊用于接收FPGA的使能信號(hào)和電平信號(hào)；所述PWM和電平輸入模塊的輸出端與所述高速高精度隔離電平轉(zhuǎn)換模塊的第一輸入端連接；所述高精度電壓基準(zhǔn)模塊的輸出端與所述高速高精度隔離電平轉(zhuǎn)換模塊的第二輸入端連接；

所述高速高精度隔離電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述巴特沃斯模擬量轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接；所述巴特沃斯模擬量轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述電流輸出模塊的第一輸入端連接，所述加法器累加數(shù)據(jù)及誤差模塊的輸出端與所述電流輸出模塊的第二輸入端連接，所述50％開啟閾值設(shè)定模塊的輸出端與所述加法器累加數(shù)據(jù)及誤差模塊的第一輸入端連接。

可選地，所述電流輸出模塊的第一輸入端作為第一輸出端，與所述加法器累加數(shù)據(jù)及誤差模塊的第二輸入端連接，形成閉環(huán)的負(fù)反饋。