CN111141962A - 一种测量功率器件c-v曲线的测量电路及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量功率器件C‑V曲线的测量电路，包括IGBT的三个端子，所述三个端子分别为集电极C、发射极E、门极G，所述集电极C和所述门极G之间的寄生电容为Cgc，所述发射极E和所述门极G之间的寄生电容为Cge，所述集电极C和所述发射极E之间的寄生电容为Cce；测量电路简洁易懂，有完善的保护电路，可以精确测量功率器件上的寄生电容关于直流偏置电压的C‑V曲线，且所用的仪器设备相比较更为便宜。并且适用于测量高压偏置下的电容值。本发明不需要昂贵的测量仪器，仅需要阻抗分析仪或者RLC电桥即可测量。无源电路设计简单，并且设计有完善的保护电路，将高压和交流信号分开，能够保护仪器的功率器件，适用于高压测试场合。

Description

一种测量功率器件C-V曲线的测量电路及其保护方法

技术领域

本发明涉及功率开关管的技术领域，尤其涉及一种测量功率器件C-V曲线的测量电路及其保护方法。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，以IGBT和MOSFET为核心的功率变流器在轨道交通、航空航天、工业传动以及电力传输等工业领域得到了广泛的应用。然而，它们在工业上的大量运用需要建立准确的模型进行仿真分析，来应对在实际运行中可能出现的各种问题。IGBT和MOSFET的寄生电容的是随直流偏置电压变化的电容，它们的大小会影响功率器件的开关断速度，开关损耗，振荡波形等。只有在精确测量了这些电容的C-V曲线，才能对这些电容进行准确的建模，才能建立完善的功率模块的模型，使功率器件在变流器设计与应用时更加方便、安全、可靠。目前，测量功率器件寄生电容的大多数是使用B1505A功率器件分析仪直接测量，但是由于仪器本身价格十分昂贵，并且需要复杂的扩展模块才能完整地测量功率器件的C-V曲线，该方法成本过于昂贵。今年来，还有人提出使用时域反射法TDR进行测量，该方法利用阶跃信号发生器对被测器件施加脉冲电压，观察和计算输入电压波形和反射电压波形可以求得功率器件的C-V曲线，但是该方法需要频率高达GHz的探头，且原理计算复杂，并不实用。还有一种方法是LCR法，也是本发明使用的方法，其原理是在被测器件上加上无源电路和直流电压偏置，利用阻抗分析仪或者LCR电桥直接测量低频时候的阻抗，求解电容值，从而求得功率器件的C-V曲线。

LCR方法的主要思路是，由于在IGBT等功率器件中，寄生电容之间会互相影响，所以要精确测量单一寄生电容的值需要利用无源器件排除其余寄生电容的干扰。LCR法中使用的阻抗分析仪或LCR电桥无法提供高达300V的直流偏置电压，所以需要外置直流电压偏置，并且需要设计隔离方案，将大电压与仪器隔离。以往的无源电路设计方案都较为简单，存在一定的安全隐患，并不适用于高压场合。本发明设计了一套C-V曲线测量的无源电路方案，可以有效地实现排除其余寄生电容干扰，实现小信号与大电压相隔离，并且可靠性高，有多重保护措施防止样品故障时仪器受损，并可适用于高压测量环境。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种测量功率器件C-V曲线的保护电路及其测量方法，可以准确测量它们的电压相关寄生电容随直流电压偏置变化的曲线，并且可以应用于测量寄生电容在高压下的数值。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，包括IGBT的三个端子，所述三个端子分别为集电极C、发射极E、门极G，所述集电极C和所述门极G之间的寄生电容为Cgc，所述发射极E和所述门极G之间的寄生电容为Cge，所述集电极C和所述发射极E之间的寄生电容为Cce；

所述Cgc的测量电路包括第一电路、第二电路和第三电路，所述第一电路包括可变电压源V1和第一示波器1，所述可变电压源V1与电阻R2、电阻R5和电阻R1串联相连接，所述第一示波器1与电阻R3和电阻R4串联相连接，所述第一示波器1和所述可变电压源V1并联相连接；所述电阻R3和所述电阻R4之间接入电容C3，所述电阻R5和所述电阻R2之间接入有电容C1；

所述第二电路包括电容C2，所述第一电路分别与所述电容C2的一端相串联和所述集电极C相连接；所述电容C2的另一端分别与齐纳二极管D3和整流二极管D2并联相连接，所述齐纳二极管D3与整流二极管D4串联相连接，所述整流二极管D2与齐纳二极管D1串联相连接；

阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第二电路并联相连接；

所述第三电路包括并联相连接的电容C4和电容C5,所述电容C4和所述电容C5并联电路的一端分别与所述门极G相连接和电阻R6相连接，所述电阻R6接地；所述电容C4和所述电容C5并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；所述电容C4和所述电容C5并联电路中依次并联有二极管D9和二极管D5，所述二极管D9和所述二极管D5分别与二极管D10和二极管D7并联相连接，所述二极管D10和所述二极管D7分别与二极管D11和二极管D6并联相连接，所述二极管D11和所述二极管D6分别与二极管D12和二极管D8并联相连接。

进一步，所述Cce的测量电路包括第四电路、第五电路和第六电路，所述第四电路包括可变电压源V11和第二示波器2，所述可变电压源V11与电阻R21、电阻R51和电阻R11串联相连接，所述第二示波器2与电阻R41和电阻R31串联相连接，所述可变电压源V11与所述第二示波器2并联相连接；所述电阻R41和所述电阻31之间接入电容C31，所述电阻R21和所述电阻R51之间接入电容C11；

所述第五电路包括电容C21，所述第四电路分别与所述电容C21的一端相串联和所述集电极C相连接；所述电容C21的另一端分别与齐纳二极管D31和整流二极管D21并联相连接，所述齐纳二极管D31与整流二极管D41串联相连接，所述整流二极管D21与齐纳二极管D11串联相连接；

阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第五电路并联相连接；

所述第六电路包括并联相连接的二极管D91和二极管D51，所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L11相连接，所述电感L11接地；所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；

所述二极管D91和所述二极管D51分别与二极管D101和二极管D71并联相连接，所述二极管D101和所述二极管D71分别与二极管D111和二极管D61并联相连接，所述二极管D111和所述二极管D61分别与二极管D121和二极管D81并联相连接。

进一步，所述门极G分别与电容C41和电阻R61相连接。

进一步，所述Cge的测量电路包括第七电路、第八电路和第九电路；所述第七电路包括可变电压源V111和第三示波器3，所述可变电压源111与电阻R23、电阻R53和电阻R13串联相连接，所述第三示波器3与电阻R43和电阻R33串联相连接，所述电阻R43和电阻R33之间接入电容C33；所述电阻R23和所述电阻R53之间接入电容C13；

所述第八电路包括电容C23，所述第七电路分别与所述电容C23的一端相串联和所述门极G相连接；所述电容C23的另一端分别与齐纳二极管D33和整流二极管D23并联相连接，所述齐纳二极管D33与整流二极管D43相串联，所述整流二极管D23与齐纳二极管D13相串联；

所述阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第八电路并联相连接；

所述九电路包括并联相连接的二极管D93和二极管D53，所述二极管D93和所述二极管D53的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L13相连接，所述电感L13接地；所述二极管D93和所述二极管D53的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；

所述二极管D93和所述二极管D53分别与二极管D103和二极管D73并联相连接，所述二极管D103和所述二极管D73分别与二极管D113和二极管D63并联相连接，所述二极管D63和所述二极管D113分别与二极管D123和二极管D83并联相连接。

进一步，所述集电极C分别与电容C43和电阻R63相连接。

进一步，一种测量功率器件C-V曲线的保护方法，Cgc和Cce的测量过程为：

1)依次将直流电源、示波器和阻抗分析仪接入，

2)直流电源的输出设置为0，打开电源，同时将阻抗分析仪设置成50KHz，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值；

3)不断升高直流电压的大小；

4)在0-10V每隔1V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值；在10-30V每隔3V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值；在30V-300V每隔10V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值；

5)获得了Cgc和Cce测量的全部实验数据，利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中，f为阻抗分析仪的设置频率50kHz；Z为记录的阻抗值；可以得出Vce分别对应的Cgc的值和Cce的值，利用作图软件即可得到Cgc的C-V曲线和Cce的C-V曲线。

进一步，Cge的测量过程为：

S1、依次将直流电源、示波器和阻抗分析仪接入；

S2、将直流电源的输出设置为0，打开电源，同时将阻抗分析仪设置成50kHz，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值；

S3、不断减小直流电压大小；缓慢下降电压，从0V每次下降0.5V到-9V，记录电压和阻抗数据，从而获得Cge测量的全部实验数据，利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中，f为阻抗分析仪的设置频率50kHz；Z为记录的阻抗值；由此可以得出Vce对应的Cge的值，利用作图软件即可得到Cge的C-V曲线。

本发明的有益效果为：测量电路简洁易懂，有完善的保护电路，可以精确测量功率器件上的寄生电容关于直流偏置电压的C-V曲线，且所用的仪器设备相比较更为便宜。并且适用于测量高压偏置下的电容值。本发明不需要昂贵的测量仪器，仅需要阻抗分析仪或者RLC电桥即可测量。无源电路设计简单，并且设计有完善的保护电路，将高压和交流信号分开，并能够保护仪器的功率器件，适用于高压测试场合。

附图说明

图1为本发明的一种测量功率器件C-V曲线的保护电路的寄生电容的电路图；

图2为本发明Cgc的C-V曲线测量的电路图；

图3为本发明Cce的C-V曲线测量的电路图；

图4为本发明Cge的C-V曲线测量的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，包括IGBT的三个端子，所述三个端子分别为集电极C、发射极E、门极G，所述集电极C和所述门极G之间的寄生电容为Cgc，所述发射极E和所述门极G之间的寄生电容为Cge，所述集电极C和所述发射极E之间的寄生电容为Cce；

所述Cgc的测量电路包括第一电路、第二电路和第三电路，所述第一电路包括可变电压源V1和第一示波器1，所述可变电压源V1与电阻R2、电阻R5和电阻R1串联相连接，所述第一示波器1与电阻R3和电阻R4串联相连接，所述第一示波器1和所述可变电压源V1并联相连接；所述电阻R3和所述电阻R4之间接入有电容C3，所述电阻R5和所述电阻R2之间接入有电容C1；

所述第二电路包括电容C2，所述第一电路分别与所述电容C2的一端相串联和所述集电极C相连接；所述电容C2的另一端分别与齐纳二极管D3和整流二极管D2并联相连接，所述齐纳二极管D3与整流二极管D4串联相连接，所述整流二极管D2与齐纳二极管D1串联相连接；

阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第二电路并联相连接；

所述第三电路包括并联相连接的电容C4和电容C5,所述电容C4和所述电容C5并联电路的一端分别与所述门极G相连接和电阻R6相连接，所述电阻R6接地；所述电容C4和所述电容C5并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；所述电容C4和所述电容C5并联电路中依次并联有二极管D9和二极管D5，所述二极管D9和所述二极管D5分别与二极管D10和二极管D7并联相连接，所述二极管D10和所述二极管D7分别与二极管D11和二极管D6并联相连接，所述二极管D11和所述二极管D6分别与二极管D12和二极管D8并联相连接。

所述Cce的测量电路包括第四电路、第五电路和第六电路，所述第四电路包括可变电压源V11和第二示波器2，所述可变电压源V11与电阻R21、电阻R51和电阻R11串联相连接，所述第二示波器2与电阻R41和电阻R31串联相连接，所述可变电压源V11与所述第二示波器2并联相连接；所述电阻R41和所述电阻31之间接入电容C31，所述电阻R21和所述电阻R51之间接入电容C11；

所述第五电路包括电容C21，所述第四电路分别与所述电容C21的一端相串联和所述集电极C相连接；所述电容C21的另一端分别与齐纳二极管D31和整流二极管D21并联相连接，所述齐纳二极管D31与整流二极管D41串联相连接，所述整流二极管D21与齐纳二极管D11串联相连接；

阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第五电路并联相连接；

所述第六电路包括并联相连接的二极管D91和二极管D51，所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L11相连接，所述电感L11接地；所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；

所述二极管D91和所述二极管D51分别与二极管D101和二极管D71并联相连接，所述二极管D101和所述二极管D71分别与二极管D111和二极管D61并联相连接，所述二极管D111和所述二极管D61分别与二极管D121和二极管D81并联相连接。

所述门极G分别与电容C41和电阻R61相连接。

所述Cge的测量电路包括第七电路、第八电路和第九电路；所述第七电路包括可变电压源V111和第三示波器3，所述可变电压源111与电阻R23、电阻R53和电阻R13串联相连接，所述第三示波器3与电阻R43和电阻R33串联相连接，所述电阻R43和电阻R33之间接入电容C33；所述电阻R23和所述电阻R53之间接入电容C13；

所述第八电路包括电容C23，所述第七电路分别与所述电容C23的一端相串联和所述门极G相连接；所述电容C23的另一端分别与齐纳二极管D33和整流二极管D23并联相连接，所述齐纳二极管D33与整流二极管D43相串联，所述整流二极管D23与齐纳二极管D13相串联；

所述阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第八电路并联相连接；

所述九电路包括并联相连接的二极管D93和二极管D53，所述二极管D93和所述二极管D53的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L13相连接，所述电感L13接地；所述二极管D93和所述二极管D53的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；

所述二极管D93和所述二极管D53分别与二极管D103和二极管D73并联相连接，所述二极管D103和所述二极管D73分别与二极管D113和二极管D63并联相连接，所述二极管D63和所述二极管D113分别与二极管D123和二极管D83并联相连接。

所述集电极C分别与电容C43和电阻R63相连接。

如图2所示，Cgc的电路为Cgc的测量电路，可变电压源V1为集电极C和发射极E端口，提供直流电压偏置。电阻R1、电阻R2和电阻R5串联电压源，起到了大阻抗输入，可以在电路短路的时候有效地限制可变电压源V1发出的短路电流，起到电路保护的作用，与电容C1一起构成低通滤波器，防止阻抗分析仪发出的小信号干扰到直流电压源；

电容C2、电容C4和电容C5三个电容隔离直流偏置电压，只传输阻抗分析仪端口上的小交流信号。电阻R3、电阻R4和电容C3是一个低通滤波器，他们滤除阻抗分析仪发出的小信号，让示波器测得的电压仅仅为集电极C和发射极E端口的实际直流电压。

电阻R6让IGBT门极大电阻接地，使其直流电压为0。齐纳二极管D1、齐纳二极管D3和整流二极管D2、整流二极管D4起到电压钳位的作用，使Hpot和Hcur上的电压值不超过+10V，起到了保护阻抗分析仪的作用。

二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、二极管D11和二极管D12，是普通的整流二极管，由于它们有0.7V的管压降，同样是电压钳位作用，使Lpot和Lcur上的电压不超过+2.1V。

图2中，从Hcur发出的小信号在IGBT上有两种通路，一种从集电极C到门极G到阻抗分析，另一种从集电极C到发射极E，然后直接流入地，这样阻抗分析仪就只会捕捉到流过电容Cgc的电流，所以显示出的阻抗值为电容Cg产生的阻抗。

如图3所示，Cce测量电路为Cce的测量电路，电压源端和示波器端器件起到的作用和Cgc测量电路中的作用相同，电容C21、电容C51和电容C61三个电容隔离直流偏置电压，只传输阻抗分析仪端口上的小交流信号；

电阻R61使门极经大电阻接地。齐纳二极管D11、齐纳二极管D31和整流二极管D21、整流二极管D41起电压钳位的作用，使Hpot和Hcur上的电压值不超过+10V，起到了保护阻抗分析仪的作用。

二极管D51至二极管D121是普通的整流二极管，由于它们有0.7V的管压降，同样是电压钳位作用，使Lpot和Lcur上的电压不超过+2.1V。电容C41将经过电容Cgc的小信号电流通入地。

电感L1让直流电流通入地，同时使流经Cce的小信号电流流入阻抗分析仪而不流入地。

图3中从Hcur发出的小信号在IGBT上有两种通路，一种从集电极C到门极G，然后直流流入地，这样阻抗分析仪就只会捕捉到流过电容Cce的电流，所以显示出的阻抗值为电容Cce产生的阻抗。

如图4所示，Cge的电路为Cge的测量电路。Cge与Cce不同，它不会受到集电极C和发射电极E端的直流偏置电压的影响，而会受门极G和发射极E端的直流偏置电压的影响，所以电压源加在门极G上。电压源端和示波器端器件起到的作用与和Cgc测量电路中的作用相同。

电容C2、电容C5和电容C6三个电容隔离直流偏置电压，只传输阻抗分析仪端口上的小交流信号。

电阻R63使集电极经大电阻接地。

二极管D13至二极管D123所起的保护作用，具体与二极管D11至二极管D121所起的保护作用相同。

电容C43将经过电容Cgc的小信号电流通入地。

电感器L1让直流电流通入地，同时使流经Cge的小信号电流流入阻抗分析仪而不流入地。

图4中从Hcur发出的小信号在IGBT上有两种通路，一种从门极G到发射极E到阻抗分析，另一种从门极G到集电极C然后直接流入地，这样阻抗分析仪就只会捕捉到流过电容Cge的电流，所以显示出的阻抗值为电容Cge产生的阻抗。

Cgc的测量过程为：

依次将直流电源、示波器、阻抗分析仪接入，接入位置如图2标识位置所示。在接入阻抗分析仪的时候一定要注意，阻抗分析仪的地要与直流电源的地相连接。直流电压源和示波器通过大阻抗的滤波电路连接至电路中，滤除了交流小信号的影响。Cgc的测量中直流电源连接在集电极C端和发射极E端，图2中R6使门极G端大电阻接地从而保证门极G端的电压始终稳定在0V，所以此时测量的是Cgc随Vce变化的C-V曲线。

首先将直流电源的输出设置为0，打开电源，同时将阻抗分析仪的marker设置成50kHz(显示50kHz时的阻抗值)，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值。不断升高直流电压大小。在0-10V每隔1V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值。在10-30V每隔3V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值。在30V-300V每隔10V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值。这样做的原因是在电压较小的时候电容随电压变化较快，此时采用很高的采样频率，在电压较大的时候电容基本趋于稳定，此时采用较小的采样频率。二极管D1-D12的作用如技术方案中所示相同，起保护端子电压不超过阈值的作用。至此，我们获得了Cgc测量的全部实验数据。利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中f为阻抗分析仪的设置频率50kHz，Z为记录的阻抗值。由此可以得出Vce对应的Cgc的值，利用作图软件即可得到Cgc的C-V曲线。

Cce测量过程：依次将直流电源、示波器、阻抗分析仪接入，接入位置如图3标识位置所示。在接入阻抗分析仪的时候一定要注意，阻抗分析仪的地要与直流电源的地相连接。直流电压源和示波器通过大阻抗的滤波电路连接至电路中，滤除了交流小信号的影响。Cce的测量中直流电源连接在CE端，图中R61使门极G端大电阻接地从而保证门极G端的电压始终稳定在0V，所以此时测量的是Cce随Vce变化的C-V曲线。电感L1让需要测量的交流信号流向阻抗分析仪，并且使直流电流导入地。将阻抗分析仪的marker设置成50kHz(显示50kHz时的阻抗值)，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值。

不断升高直流电压大小。在0-10V每隔1V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值。在10-30V每隔3V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值。

在30V-300V每隔10V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值。这样做的原因是在电压较小的时候电容随电压变化较快，此时采用很高的采样频率，在电压较大的时候电容基本趋于稳定，此时采用较小的采样频率。二极管D11-D121的作用如技术方案中所示相同，起保护端子电压不超过阈值的作用。至此，我们获得了Cce测量的全部实验数据。利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中，f为阻抗分析仪的设置频率50kHz，Z为记录的阻抗值。由此可以得出Vce对应的Cce的值，利用作图软件即可得到Cce的C-V曲线。

Cge测量过程：依次将直流电源、示波器、阻抗分析仪接入，接入位置如图4标识位置所示。在接入阻抗分析仪的时候一定要注意，阻抗分析仪的地要与直流电源的地相连接。直流电压源和示波器通过大阻抗的滤波电路连接至电路中，滤除了交流小信号的影响。集电极C端和发射极E端电压对电容Cge几乎没有影响，而门极G端和发射极E端电压会改变Cge的值，所以Cge的测量中直流电源连接在门极G端和发射极E端，集电极C端通过大电阻接地使集电极C端电压为0V，此时测量的是Cge随Vge变化的C-V曲线。电感L1让需要测量的交流信号流向阻抗分析仪，并且使直流电流导入地。首先将直流电源的输出设置为0，打开电源，同时将阻抗分析仪的marker设置成50kHz(显示50kHz时的阻抗值)，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值。不断减小直流电压大小。缓慢下降电压，从0V每次下降0.5V到-9V，记录电压和阻抗数据。

二极管D13-D123的作用如技术方案中所示相同，起保护端子电压不超过阈值的作用。至此，我们获得了Cge测量的全部实验数据。利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中，f为阻抗分析仪的设置频率50kHz，Z为记录的阻抗值。由此可以得出Vce对应的Cge的值，利用作图软件即可得到Cge的C-V曲线。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，其特征在于：包括IGBT的三个端子，所述三个端子分别为集电极C、发射极E、门极G，所述集电极C和所述门极G之间的寄生电容为Cgc，所述发射极E和所述门极G之间的寄生电容为Cge，所述集电极C和所述发射极E之间的寄生电容为Cce；

所述Cgc的测量电路包括第一电路、第二电路和第三电路，所述第一电路包括可变电压源V1和第一示波器(1)，所述可变电压源V1与电阻R2、电阻R5和电阻R1串联相连接，所述第一示波器(1)与电阻R3和电阻R4串联相连接，所述第一示波器(1)和所述可变电压源V1并联相连接；所述电阻R3和所述电阻R4之间接入电容C3，所述电阻R5和所述电阻R2之间接入电容C1；

所述第二电路包括电容C2，所述第一电路分别与所述电容C2的一端相串联和所述集电极C相连接；所述电容C2的另一端分别与齐纳二极管D3和整流二极管D2并联相连接，所述齐纳二极管D3与整流二极管D4串联相连接，所述整流二极管D2与齐纳二极管D1串联相连接；

阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第二电路并联相连接；

所述第三电路包括并联相连接的电容C4和电容C5,所述电容C4和所述电容C5并联电路的一端分别与所述门极G相连接和电阻R6相连接，所述电阻R6接地；所述电容C4和所述电容C5并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；所述电容C4和所述电容C5并联电路中依次并联有二极管D9和二极管D5，所述二极管D9和所述二极管D5分别与二极管D10和二极管D7并联相连接，所述二极管D10和所述二极管D7分别与二极管D11和二极管D6并联相连接，所述二极管D11和所述二极管D6分别与二极管D12和二极管D8并联相连接。

2.根据权利要求1所述的一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，其特征在于：所述Cce的测量电路包括第四电路、第五电路和第六电路，所述第四电路包括可变电压源V11和第二示波器(2)，所述可变电压源V11与电阻R21、电阻R51和电阻R11串联相连接，所述第二示波器(2)与电阻R41和电阻R31串联相连接，所述可变电压源V11与所述第二示波器(2)并联相连接；所述电阻R41和所述电阻31之间接入电容C31，所述电阻R21和所述电阻R51之间接入电容C11；

所述第五电路包括电容C21，所述第四电路分别与所述电容C21的一端相串联和所述集电极C相连接；所述电容C21的另一端分别与齐纳二极管D31和整流二极管D21并联相连接，所述齐纳二极管D31与整流二极管D41串联相连接，所述整流二极管D21与齐纳二极管D11串联相连接；

阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第五电路并联相连接；

所述第六电路包括并联相连接的二极管D91和二极管D51，所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L11相连接，所述电感L11接地；所述二极管D91和所述二极管D51的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；

所述二极管D91和所述二极管D51分别与二极管D101和二极管D71并联相连接，所述二极管D101和所述二极管D71分别与二极管D111和二极管D61并联相连接，所述二极管D111和所述二极管D61分别与二极管D121和二极管D81并联相连接。

3.根据权利要求2所述的一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，其特征在于：所述门极G分别与电容C41和电阻R61相连接。

4.根据权利要求1所述的一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，其特征在于：所述Cge的测量电路包括第七电路、第八电路和第九电路；所述第七电路包括可变电压源V111和第三示波器(3)，所述可变电压源111与电阻R23、电阻R53和电阻R13串联相连接，所述第三示波器(3)与电阻R43和电阻R33串联相连接，所述电阻R43和电阻R33之间接入电容C33；所述电阻R23和所述电阻R53之间接入电容C13；

所述第八电路包括电容C23，所述第七电路分别与所述电容C23的一端相串联和所述门极G相连接；所述电容C23的另一端分别与齐纳二极管D33和整流二极管D23并联相连接，所述齐纳二极管D33与整流二极管D43相串联，所述整流二极管D23与齐纳二极管D13相串联；

所述阻抗分析仪的Hopt端子和Hcur端子分别与所述第八电路并联相连接；

所述九电路包括并联相连接的二极管D93和二极管D53，所述二极管D93和所述二极管D53的并联电路的一端分别与所述发射极E并联相连接和电感L13相连接，所述电感L13接地；所述二极管D93和所述二极管D53的并联电路的另一端分别与所述阻抗分析仪的Lpot端子和Lcur端子相连接；

所述二极管D93和所述二极管D53分别与二极管D103和二极管D73并联相连接，所述二极管D103和所述二极管D73分别与二极管D113和二极管D63并联相连接，所述二极管D63和所述二极管D113分别与二极管D123和二极管D83并联相连接。

5.根据权利要求4所述的一种测量功率器件C-V曲线的测量电路，其特征在于：所述集电极C分别与电容C43和电阻R63相连接。

6.一种测量功率器件C-V曲线的保护方法，其特征在于，Cgc和Cce的测量过程为：

1)依次将直流电源、示波器和阻抗分析仪接入，

2)直流电源的输出设置为0，打开电源，同时将阻抗分析仪设置成50KHz，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值；

3)不断升高直流电压的大小；

4)在0-10V每隔1V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值；在10-30V每隔3V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值；在30V-300V每隔10V记录一组阻抗分析仪测量阻抗值-示波器测量电压值；

5)获得了Cgc和Cce测量的全部实验数据，利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中，f为阻抗分析仪的设置频率50kHz；Z为记录的阻抗值；可以得出Vce分别对应的Cgc的值和Cce的值，利用作图软件即可得到Cgc的C-V曲线和Cce的C-V曲线。

7.根据权利要求6所述的一种测量功率器件C-V曲线的保护方法，其特征在于，Cge的测量过程为：

S1、依次将直流电源、示波器和阻抗分析仪接入；

S2、将直流电源的输出设置为0，打开电源，同时将阻抗分析仪设置成50kHz，此时测量值为0电压偏置时的阻抗值；

S3、不断减小直流电压大小；缓慢下降电压，从0V每次下降0.5V到-9V，记录电压和阻抗数据，从而获得Cge测量的全部实验数据，利用以下公式将阻抗换算为电容值：

其中，f为阻抗分析仪的设置频率50kHz；Z为记录的阻抗值；由此可以得出Vce对应的Cge的值，利用作图软件即可得到Cge的C-V曲线。

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