CN111337808A - 功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统 - Google Patents

功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111337808A
CN111337808A CN202010193127.5A CN202010193127A CN111337808A CN 111337808 A CN111337808 A CN 111337808A CN 202010193127 A CN202010193127 A CN 202010193127A CN 111337808 A CN111337808 A CN 111337808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor device
power semiconductor
circuit
field effect
effect transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010193127.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111337808B (zh
Inventor
马柯
朱晔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Publication of CN111337808A publication Critical patent/CN111337808A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111337808B publication Critical patent/CN111337808B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2621—Circuits therefor for testing field effect transistors, i.e. FET's
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607—Circuits therefor
    • G01R31/2637—Circuits therefor for testing other individual devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H02H3/207—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage also responsive to under-voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0027—Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch

Abstract

本发明提供了一种功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统，包括耐压电路和钳位电路，所述耐压电路的一端与所述钳位电路的一端相连接，所述耐压电路和所述钳位电路的另一端分别连接被测功率半导体器件的两端中的任一端，所述钳位电路的两端为测量电路的输出端；其中，所述钳位电路的钳位电压高于所述被测功率半导体器件的导通压降，当所述被测功率半导体器件关断时，所述钳位电路发挥钳位作用；当所述被测功率半导体器件导通时，所述钳位电路的钳位作用失效。本发明的功率半导体器件导通压降的在线测量电路结构简单、便于测量、测量精准、成本低廉，具有更广泛的应用范围。

Description

功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种功率半导体器件导通压降的测量电路及系统。
背景技术
功率半导体器件是电力电子变流器中重要的元件，并且功率半导体器件的非正常工作是变流器的主要故障原因。导通压降是功率半导体器件的重要特征参数之一，它与功率半导体器件的结温相关，可以作为温敏系数用于监测器件的发热状态。此外，当功率半导体器件内部键合线发生断裂时，导通压降会发生变化，因此导通压降也是器件老化状态检测的重要参数。综上所述，准确地在线测量功率半导体器件的导通压降有助于预测器件的故障，从而提高电力电子变流器的可靠性。
为了对器件的状态进行准确的监测，导通压降的精确度需要达到mV级。但是通常情况下，当功率半导体器件关断时，其两端需耐受数百伏甚至上千伏高电压，而当器件导通时，其导通压降仅为1V左右。由于在开关过程中器件电压变化范围较大，若直接测量器件两端的电压，测量系统的大量程会使导通压降的测量精度下降。
为了提高测量系统的分辨率，需要通过测量电路将功率半导体器件关断时的高电压钳位在一个较低的电压值。传统的导通压降在线测量电路采用功率二极管与辅助电源配合的电压钳位方案(例如中国专利CN201610244644.4，一种用于在线测量功率晶体管导通压降的电压钳位电路)，其局限性在于：1)测量结果包括二极管导通压降，但二极管导通压降易受电路温度变化影响，造成测量误差；2)测量电路的暂态过程存在电压尖峰，容易损坏后续调理电路，需要增加尖峰抑制电路；3)测量电路需要低压辅助电源，电路结构复杂。因此，如何简化导通压降测量电路的结构、提高在线测量结果的准确度，成为亟需解决的技术挑战。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单、测量精准、便于测量的功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
根据本发明第一方面，提供一种功率半导体器件导通压降的在线测量电路，包括第一场效应管、电阻和第二场效应管，其中，所述第一场效应管的漏极与被测功率半导体器件连接，所述第一场效应管的源极与所述电阻的一端相连，所述电阻的另一端分别连接所述第一场效应管的栅极、所述第二场效应管的栅极和所述第二场效应管漏极，所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件连接，所述第二场效应管的漏极与源极为电路的输出端。
上述在线测量电路，所述被测功率半导体器件包括全控型功率半导体器件，所述第一场效应管的漏极与所述全控型功率半导体器件的集电极或漏极连接，所述第二场效应管的源极与所述全控型功率半导体器件的发射极或源极连接。当所述被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输出电压为第二场效应管的栅极阈值电压，当所述被测功率半导体器件导通时，所述在线测量电路的输出电压等于所述被测功率半导体器件的导通压降。
根据本发明第二方面，提供一种功率半导体器件导通压降的在线测量电路，包括耐压电路和钳位电路，所述耐压电路的一端与所述钳位电路的一端相连接，所述耐压电路和所述钳位电路的另一端分别连接被测功率半导体器件的两端中的任一端，所述钳位电路的两端为测量电路的输出端；其中，所述钳位电路的钳位电压高于所述被测功率半导体器件的导通压降，当所述被测功率半导体器件关断时，所述钳位电路发挥钳位作用；当所述被测功率半导体器件导通时，所述钳位电路的钳位作用失效。
本发明上述测量电路结构简单，当所述被测功率半导体器件关断时，其两端的电压为第一电压，此时所述钳位电路发挥钳位作用，将测量电路的输出电压钳位在第二电压，将所述第一电压和所述第二电压之间的压差施加在所述耐压电路上，从而精准、简便地实现功率半导体器件导通压降的在线测量。整个测量电路是根据器件的特性进行自动的电路状态切换，无需另外的驱动信号输入。
作为本发明的一个优选，所述被测功率半导体器件的两端分别为第一端D、第二端S，所述耐压电路的一端与被测功率半导体器件的第一端D连接，所述耐压电路的另一端与所述钳位电路的一端连接，所述钳位电路的另一端与所述被测功率半导体器件的第二端S连接；所述钳位电路的两端为测量电路的输出端。
可选地，所述耐压电路包括第一场效应管和电阻，所述第一场效应管的漏极与被测功率半导体器件的第一端D连接，所述第一场效应管的源极与所述电阻的一端相连，所述电阻的另一端分别连接所述第一场效应管的栅极。
可选地，所述钳位电路包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极、漏极与所述耐压电路的所述电阻的另一端连接，所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件的第二端S连接，所述第二场效应管的漏极、源极为在线测量电路的输出端。
上述包括第二场效应管的在线测量电路，所述被测功率半导体器件包括全控型功率半导体器件。所述第一场效应管的漏极与所述全控型功率半导体器件的集电极或漏极连接，所述第二场效应管的源极与所述全控型功率半导体器件的发射极或源极连接。当所述被测功率半导体器件导通时，所述第一场效应管导通，且所述第一场效应管和所述电阻的压降约等于零，在线测量电路的输出电压等于所述被测功率半导体器件的导通压降。
进一步地，所述钳位电路还包括二极管，所述二极管串入所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件之间，所述二极管的阳极与所述第二场效应管的源极连接，所述二极管的阴极与所述被测功率半导体器件的第二端S连接相连，所述第二场效应管的漏极与所述二极管的阴极为电路的输出端。
进一步地，所述钳位电路还包括二极管，所述二极管串入所述第二场效应管的源极与所述耐压电路之间，所述二极管的阴极分别连接所述第二场效应管的栅极、漏极，所述二极管的阳极连接所述电阻的另一端，所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件的另一端S相连，所述二极管的阳极与所述第二场效应管的源极分别连接一输出端。
上述包含二极管的在线测量电路，所述被测功率半导体器件包括不可控型功率半导体器件，或全控型功率半导体器件，或不可控型功率半导体器件与全控型功率半导体器件的组合。当所述被测功率半导体器件为全控型功率半导体器件时，当所述全控型功率半导体器件导通时，所述第一场效应管导通，且所述第一场效应管和所述电阻的压降约等于零，测量电路的输出电压等于被测的所述全控型功率半导体器件的导通压降；当所述被测功率半导体器件为不可控型功率半导体器件时，当所述不可控型功率半导体器件导通时，所述第一场效应管导通，且所述第一场效应管和所述电阻的压降约等于零，测量电路的输出电压等于所述不可控型功率半导体器件的导通压降的相反数。
可选地，所述钳位电路包括晶体管，所述晶体管的门极、集电极与所述耐压电路的所述电阻的另一端连接，所述晶体管的发射极与所述被测功率半导体器件的第二端S连接，所述晶体管的集电极和发射极为测量电路的输出端。所述晶体管可以是绝缘栅型或普通型晶体管。
上述包含晶体管的在线测量电路，所述被测功率半导体器件包括不可控型功率半导体器件，或全控型功率半导体器件，或不可控型功率半导体器件与全控型功率半导体器件的组合。
当被测功率半导体器件关断时，测量电路的输入电压即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，第一场效应管饱和，测量电路的输出电压为所述晶体管的门极阈值电压，其中所述晶体管的门极阈值电压略高于所述被测功率半导体器件的导通压降；当所述被测功率半导体器件为全控型功率半导体器件时，当所述全控型功率半导体器件导通时，所述第一场效应管导通，且所述第一场效应管和所述电阻的压降约等于零，测量电路的输出电压等于所述被测全控型功率半导体器件的导通压降；当所述被测功率半导体器件为不可控型功率半导体器件时，当所述不可控型功率半导体器件导通时，所述第一场效应管导通，且所述第一场效应管和所述电阻的压降约等于零，测量电路的输出电压等于所述不可控型功率半导体器件的导通压降的相反数。
作为本发明的一个优选，所述被测功率半导体器件的两端分别为第一端D、第二端S，所述耐压电路的一端与被测功率半导体器件的第二端S连接，所述耐压电路的另一端与所述钳位电路的一端连接，所述钳位电路的另一端与所述被测功率半导体器件的第一端D连接；所述钳位电路的两端为测量电路的输出端。与上述实施例的原理类似，不再赘述。
可选地，所述耐压电路包括第一场效应管和电阻，所述第一场效应管的栅极与被测功率半导体器件的第二端S、所述电阻的一端连接，所述第一场效应管的源极与所述电阻的另一端相连，所述第一场效应管的漏极与钳位电路的一端相连。
可选地，所述钳位电路包括第二场效应管和二极管，所述二极管的阴极连接所述第一场效应管的漏极，所述二极管的阳极与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的栅极、漏极与所述被测功率半导体器件的第一端D相连，所述第二场效应管的漏极与所述二极管的阴极为测量电路的输出端。
可选地，所述钳位电路包括第二场效应管和二极管，所述二极管的阳极与所述被测功率半导体器件的第一端D相连，所述二极管的阴极与所述第二场效应管的栅极、漏极连接，所述第一场效应管的漏极连接所述第二场效应管的源极，所述二极管的阳极与第二场效应管源极分别连接一输出端。
可选地，所述钳位电路包括晶体管，所述晶体管的发射极与所述第一场效应管的漏极连接，所述晶体管的门极、集电极与所述被测功率半导体器件的第一端D相连，所述晶体管的集电极和发射极为电路的输出端。所述晶体管可以是绝缘栅型或普通型晶体管。
根据本发明的第三方面，提供一种功率半导体器件导通压降的在线测量系统，该系统包括上述的任一项在线测量电路或多项在线测量电路的组合。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种的有益效果：
1.本发明提供的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，电路结构简单，依靠场效应管的特性将被测功率半导体器件两端的高电压钳位在一个较低的电压值，不需要额外的低压辅助电源与尖峰抑制电路。
2.本发明提供的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，在被测功率半导体器件导通时，在线测量电路中无压降，避免了在线测量电路中元器件压降的变化对测量结果造成影响。
3.本发明提供的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，被测功率半导体器件可以是全控型、不可控型或组合型的功率半导体器件，比如可以同时测量功率晶体管及其反并联二极管的导通压降，避免需要分开测量的窘境，简化测量步骤，提高测量速度。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例的在线测量电路的连接示意图；
图2为本发明一实施例的在线测量电路的导通压降原理示意图；
图3为本发明一较优实施例的在线测量电路的具体电路图；
图4为本发明在线测量电路用于测量全桥电路中一个桥臂的导通压降的实施例连接示意图；
图5为本发明一实施例的在线测量电路用于测量功率晶体管导通压降时的波形图；
图6为本发明一较优实施例的在线测量电路的连接示意图；
图7为本发明一较优实施例的在线测量电路的连接示意图；
图8为本发明一较优实施例的在线测量电路的连接示意图；
图9为本发明另一实施例的在线测量电路的连接示意图；
图10为本发明一较优实施例的在线测量电路的连接示意图；
图11为本发明一较优实施例的在线测量电路的连接示意图；
图12为本发明在线测量电路组合用于测量一个桥臂的导通压降的实施例连接示意图；
图13为本发明一较优实施例的在线测量电路的连接示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。
图1为本发明一实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。参照图1所示，该实施例中，功率半导体器件导通压降的在线测量电路包括耐压电路、钳位电路，被测功率半导体器件的两端分别为第一端D、第二端S，耐压电路的一端与被测功率半导体器件的第一端D连接，耐压电路的另一端与钳位电路的一端连接，钳位电路的另一端与被测功率半导体器件的第二端S连接；钳位电路的两端为测量电路的输出端。同时，钳位电路的钳位电压高于被测功率半导体器件的导通压降。
图2为本发明一实施例的在线测量电路的导通压降原理示意图。参照图2所示，当被测功率半导体器件关断时，钳位电路发挥钳位作用；当被测功率半导体器件导通时，钳位电路的钳位作用失效。当被测功率半导体器件关断时，其两端的电压为第一电压Vce，此时钳位电路发挥钳位作用，将测量电路的输出电压钳位在第二电压Vclamp，将第一电压和所述第二电压之间的压差ΔV施加在所述耐压电路上，从而精准、简便地实现功率半导体器件导通压降的在线测量。整个测量电路是根据器件的特性进行自动的电路状态切换，无需另外的驱动信号输入。
本实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路可以用于全控型功率半导体器件导通压降的在线测量，比如MOSFET、功率晶体管、IGBT等等，对应全控型功率半导体器件，上述被测功率半导体器件的两个端口：MOSFET的第一端D为漏极，第二端S为源极；功率晶体管的第一端D为发射极，第二端S为集电极；IGBT的第一端D为发射极，第二端S为集电极。
图3为本发明一较优实施例的在线测量电路的具体电路图。如图3所示，该在线测量电路包括第一场效应管M1、电阻R、第二场效应管M2，其中，第一场效应管M1、电阻R构成耐压电路，第二场效应管M2构成钳位电路，第一场效应管M1的漏极与被测功率半导体器件的第一端D相连，第一场效应管M1的源极与电阻R的一端相连，电阻R的另一端分别与第一场效应管M1的栅极、第二场效应管M2的栅极、漏极连接，第二场效应管M2的源极连接被测功率半导体器件的另一端S，第二场效应管M2的漏极与源极分别连接输出端A、B。
当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，第一场效应管M1饱和，在线测量电路的输出电压为第二场效应管M2的栅极阈值电压，其中第二场效应管M2的栅极阈值电压略高于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率半导体器件中的功率晶体管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。
在一种更优选的实施方式中，第一场效应管M1是耗尽型MOS管，第二场效应管M2是增强型MOS管。更好地，第一场效应管M1可以为N沟道场效应管。第二场效应管M2也可以为N沟道场效应管。场效应管的型号可根据实际情况进行选择。
如图4所示，为本发明图3所示实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路用于测量全桥电路中一个桥臂的导通压降的实施例连接示意图。图4所示的测试系统采用了两个在线测量电路(VCEM_H和VCEM_L)对右侧桥臂的两个功率半导体器件(DUT_H和DUT_L)进行导通压降的在线监测。其中，每个被测功率半导体器件包括一个功率晶体管(T3、T4)。
以上桥臂的导通压降测量电路VCEM_H为例，第一场效应管M1H的漏极与被测功率半导体器件DUT_H的一端DH相连，第二场效应管M2H的源极连接被测功率半导体器件DUT_H的另一端SH，其中，DH为功率晶体管T3的漏极和二极管D3的阴极的公共端，SH为功率晶体管T3的源极和二极管D3的阳极的公共端。当被测功率半导体器件DUT_H关断时，测量电路的输入电压等于直流母线电压VDC，此时M1H饱和并承受高电压，在线测量电路的输出电压为第二场效应管M2H的栅极阈值电压。当被测功率半导体器件DUT_H(T3)导通时，第一场效应管M1H导通且第一场效应管M1H和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件DUT_H的导通压降。下桥臂的导通压降测量电路VCEM_L的原理与上桥臂的导通压降测量电路VCEM_H的原理相同，在此不再赘述。
假设实施例中，直流母线电压VDC为150V，被测器件开关频率为20kHz，流经被测功率半导体器件DUT_H和DUT_L的电流为10A直流电流。以上桥臂的导通压降测量电路VCEM_H为例，图5给出了测量T3导通压降时，DUT_H两端的电压波形VDS和导通压降测量电路的输出电压波形VAB。从图中可以看出当DUT_H关断时，电压等级较高的电压VDS(150V)被本发明实施例的电路钳位至较低等级的电压VAB(3.8V)，而且VAB的振荡峰值被限制在-1V至5V之间。当T3开通时，本发明实施例的电路准确输出被测器件的导通电压。
图6为本发明另一较优实施例中功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。该在线测量电路包括第一场效应管M1、电阻R、第二场效应管M2、二极管D1，其中，第一场效应管M1、电阻R构成耐压电路，第二场效应管M2、二极管D1构成钳位电路，第一场效应管M1的漏极与被测功率半导体器件的第一端D相连，第一场效应管M1的源极与电阻R的一端相连，电阻R的另一端分别与第一场效应管M1的栅极、第二场效应管M2的栅极、漏极连接，第二场效应管M2的源极连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极与被测功率半导体器件的第二端S相连，第二场效应管M2的漏极与二极管D1的阴极分别连接输出端A、B。
本实施例中测量电路适用的被测功率半导体器件可以为全控型、不可控型(二极管)、组合型等功率半导体器件。组合型的功率半导体器件包括但不限于MOSFET及其反并联二极管、IGBT及其反并联二极管等。对于不可控型(二极管)来说，被测功率半导体器件的第一端D为阴极，第二端S为阳极。组合型功率半导体器件中，MOSFET及其反并联二极管时，第一端D为漏极、阴极，第二端S为源极、阳极；IGBT及其反并联二极管时，第一端D为发射极、阴极，第二端S为集电极、阳极。以下其他实施例中相同。
当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，第一场效应管M1饱和，在线测量电路的输出电压为第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和，其中第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和略高于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。进一步的，当测量的是组合型的功率晶体管时，被测功率晶体管的反并联二极管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测反并联二极管的导通压降的相反数。
图7为本发明另一较优实施例中功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。如图7所示，该在线测量电路包括第一场效应管M1、电阻R、第二场效应管M2、二极管D1，其中，第一场效应管M1、电阻R构成耐压电路，第二场效应管M2、二极管D1构成钳位电路，第一场效应管M1的漏极与被测功率半导体器件的第一端D相连，第一场效应管M1的源极与电阻R的一端相连，电阻R的另一端与第一场效应管M1的栅极、二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极分别连接第二场效应管M2的栅极、漏极，第二场效应管M2的源极与被测功率半导体器件的第二端S相连，二极管D1的阳极与第二场效应管M2的源极分别连接输出端A、B。
本实施例中测量电路适用的被测功率半导体器件可以为全控型、不可控型(二极管)、组合型等功率半导体器件。当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，第一场效应管M1饱和，在线测量电路的输出电压为第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和，其中第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和略高于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管的反并联二极管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测反并联二极管的导通压降的相反数。
图8为本发明另一较优实施例中功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。参照图8所示，该在线测量电路包括场效应管M、电阻R、晶体管T，其中，场效应管M、电阻R构成耐压电路，晶体管T构成钳位电路，场效应管M的漏极与被测功率半导体器件的第一端D相连，场效应管M的源极与电阻R的一端相连，电阻R的另一端分别与场效应管M的栅极、晶体管T的门极、集电极连接，晶体管T的发射极与被测功率半导体器件的另第二端S相连，晶体管T的集电极和发射极分别连接输出端A、B。晶体管T可以为不带反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管。
本实施例中测量电路适用的被测功率半导体器件可以为全控型、不可控型(二极管)、组合型等功率半导体器件。当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，场效应管M饱和，在线测量电路的输出电压为晶体管T的门极阈值电压，其中晶体管T的门极阈值电压略高于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管导通时，场效应管M导通，且场效应管M和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。进一步的，当被测功率晶体管的反并联二极管导通时，场效应管M导通，且场效应管M和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测反并联二极管的导通压降的相反数。
图9为本发明另一实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。参照图9所示，被测功率半导体器件的两端分别为第一端D、第二端S，所述耐压电路的一端与被测功率半导体器件的第二端S连接，耐压电路的另一端与钳位电路的一端连接，钳位电路的另一端与被测功率半导体器件的第一端D连接；钳位电路的两端为测量电路的输出端。其实现的原理与图1所示实施例类似，不同之处在于钳位电路、耐压电路的位置进行对调，两者连接被测功率半导体器件的端口不同。其他都相同，在此不再赘述。
图10为本发明另一较优实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。参照图10所示，该在线测量电路包括第一场效应管M1、电阻R、第二场效应管M2、二极管D1，其中，电阻R的一端分别与被测功率半导体器件的第二端S、第一场效应管M1的栅极相连，电阻R的另一端与第一场效应管M1的源极相连，第一场效应管M1的漏极连接二极管D1的阴极，第二场效应管M2的源极连接二极管D1的阳极，第二场效应管M2的栅极、漏极与被测功率半导体器件的第一端D相连，第二场效应管M2的漏极与二极管D1的阴极分别连接输出端A、B。
图10与图5所示的实施例的工作原理相同，测量电路均能适用于全控型、不可控型(二极管)、组合型等被测功率半导体器件的测量。当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，第一场效应管M1饱和，在线测量电路的输出电压为第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和，其中第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和略高于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管的反并联二极管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测反并联二极管的导通压降的相反数。
图11为本发明另一较优实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。参照图11所示，该在线测量电路中，电阻R的一端分别与功率半导体器件的第二端S、场效应管M的栅极相连，电阻R的另一端连接场效应管M的源极，场效应管M的漏极与晶体管T的发射极连接，晶体管T的门极、集电极与被测功率半导体器件的第一端D相连，晶体管T的集电极和发射极分别连接输出端A、B。晶体管T可以为不带反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管。
本实施例中测量电路适用的被测功率半导体器件可以为全控型、不可控型(二极管)、组合型等功率半导体器件。其测量原理与图8所示实施例相同，当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，场效应管M饱和，在线测量电路的输出电压为晶体管T的门极阈值电压，其中晶体管T的门极阈值电压略高于被测功率半导体器件的导通压降。进一步的，当被测功率晶体管导通时，场效应管M导通，且场效应管M和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管的反并联二极管导通时，场效应管M导通，且场效应管M和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测反并联二极管的导通压降的相反数。
图12为本发明一实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路组合的用于测量一个桥臂的导通压降的连接示意图。图12所示的测试系统采用了两个在线测量电路(VCEM_H和VCEM_L)对桥臂中的两个功率半导体器件(DUT_H和DUT_L)进行导通压降的在线监测。两个在线测量电路(VCEM_H和VCEM_L)分别对应图8、图11所示的在线测量电路。其中，每个被测功率半导体器件包括一个功率晶体管和一个与之反向并联的续流二极管(T1和D1、T2和D2)。
以上桥臂的导通压降测量电路VCEM_H为例，场效应管MH的漏极与被测功率半导体器件DUT_H的一端DH相连，晶体管TH的发射极连接被测功率半导体器件DUT_H的另一端SH，其中，DH为功率晶体管T1的漏极和二极管D1的负极的公共端，SH为功率晶体管T1的源极和二极管D1的正极的公共端。当被测功率半导体器件DUT_H关断时，测量电路的输入电压等于直流母线电压VDC，此时MH饱和并承受高电压，在线测量电路的输出电压为晶体管TH的门极阈值电压。当被测功率半导体器件DUT_H(T1或D1)导通时，场效应管MH导通且场效应管MH和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件DUT_H的导通压降。下桥臂的导通压降测量电路VCEM_L的原理与上桥臂的导通压降测量电路VCEM_H的原理相同，在此不再赘述。
如图13所示，为本发明另一较优实施例的功率半导体器件导通压降的在线测量电路的连接示意图。该在线测量电路中，电阻R的一端分别与被测功率半导体器件的第二端S、第一场效应管M1的栅极相连，电阻R的另一端与第一场效应管M1的源极相连，第一场效应管M1的漏极连接第二场效应管M2的源极，第二场效应管M2的栅极、漏极连接二极管D1的阴极，二极管D1的阳极与被测功率半导体器件的第一端D相连，二极管D1的阳极与第二场效应管M2的源极分别连接输出端A、B。
图13与图7所示的实施例的工作原理相同。测量电路也适用于全控型、不可控型(二极管)、组合型等被测功率半导体器件。当被测功率半导体器件关断时，在线测量电路的输入电压，即被测功率半导体器件两端的电压为高电压，第一场效应管M1饱和，在线测量电路的输出电压为第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和，其中第二场效应管M2的栅极阈值电压与二极管D1的导通压降之和略高于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测功率半导体器件的导通压降。当被测功率晶体管的反并联二极管导通时，第一场效应管M1导通，且第一场效应管M1和电阻R的压降等于零，测量电路的输出电压等于被测反并联二极管的导通压降的相反数。
本发明上述各实施例提供的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，依靠场效应管的特性将被测器件两端的高电压钳位在一个较低的电压值，输出电压的暂态尖峰小，不需要额外的低压辅助电源与尖峰抑制电路，优化电路结构；在被测功率半导体器件导通时，在线测量电路中无压降，避免了在线测量电路中元器件压降的变化对测量结果造成影响；并且可以同时测量功率晶体管及其反并联二极管的导通压降，避免需要分开测量的窘境，简化测量步骤，提高测量速度，本发明的功率半导体器件导通压降的在线测量电路的结构简单、便于测量、测量精准、成本低廉，具有更广泛的应用范围。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (14)

1.一种功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，包括第一场效应管、电阻和第二场效应管，其中，所述第一场效应管的漏极与被测功率半导体器件连接，所述第一场效应管的源极与所述电阻的一端相连，所述电阻的另一端分别连接所述第一场效应管的栅极、所述第二场效应管的栅极和所述第二场效应管漏极，所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件连接，所述第二场效应管的漏极与源极为电路的输出端。
2.一种功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，包括耐压电路和钳位电路，所述耐压电路的一端与所述钳位电路的一端相连接，所述耐压电路和所述钳位电路的另一端分别连接被测功率半导体器件的两端中的任一端，所述钳位电路的两端为测量电路的输出端；其中，所述钳位电路的钳位电压高于所述被测功率半导体器件的导通压降，当所述被测功率半导体器件关断时，所述钳位电路发挥钳位作用；当所述被测功率半导体器件导通时，所述钳位电路的钳位作用失效。
3.根据权利要求2所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述被测功率半导体器件的两端分别为第一端D、第二端S，所述耐压电路的一端与被测功率半导体器件的第一端D连接，所述耐压电路的另一端与所述钳位电路的一端连接，所述钳位电路的另一端与所述被测功率半导体器件的第二端S连接；所述钳位电路的两端为测量电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述耐压电路包括第一场效应管和电阻，所述第一场效应管的漏极与被测功率半导体器件的第一端D连接，所述第一场效应管的源极与所述电阻的一端相连，所述电阻的另一端分别连接所述第一场效应管的栅极。
5.根据权利要求4所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极、漏极与所述耐压电路的所述电阻的另一端连接，所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件的第二端S连接，所述第二场效应管的漏极、源极为测量电路的输出端。
6.根据权利要求5所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路还包括二极管，所述二极管串入所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件之间，所述二极管的阳极与所述第二场效应管的源极连接，所述二极管的阴极与所述被测功率半导体器件的第二端S连接相连，所述第二场效应管的漏极与所述二极管的阴极为电路的输出端。
7.根据权利要求5所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路还包括二极管，所述二极管串入所述第二场效应管的源极与所述耐压电路之间，所述二极管的阴极分别连接所述第二场效应管的栅极、漏极，所述二极管的阳极连接所述电阻的另一端，所述第二场效应管的源极与所述被测功率半导体器件的另一端S相连，所述二极管的阳极与所述第二场效应管的源极分别连接一输出端。
8.根据权利要求4所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路包括晶体管，所述晶体管的门极、集电极与所述耐压电路的所述电阻的另一端连接，所述晶体管的发射极与所述被测功率半导体器件的第二端S连接，所述晶体管的集电极和发射极为测量电路的输出端。
9.根据权利要求2所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述被测功率半导体器件的两端分别为第一端D、第二端S，所述耐压电路的一端与被测功率半导体器件的第二端S连接，所述耐压电路的另一端与所述钳位电路的一端连接，所述钳位电路的另一端与所述被测功率半导体器件的第一端D连接；所述钳位电路的两端为测量电路的输出端。
10.根据权利要求9所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述耐压电路包括第一场效应管和电阻，所述第一场效应管的栅极与被测功率半导体器件的第二端S、所述电阻的一端连接，所述第一场效应管的源极与所述电阻的另一端相连，所述第一场效应管的漏极与钳位电路的一端相连。
11.根据权利要求10所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路包括第二场效应管和二极管，所述二极管的阴极连接所述第一场效应管的漏极，所述二极管的阳极与所述第二场效应管的源极连接，所述第二场效应管的栅极、漏极与所述被测功率半导体器件的第一端D相连，所述第二场效应管的漏极与所述二极管的阴极为测量电路的输出端。
12.根据权利要求10所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路包括第二场效应管和二极管，所述二极管的阳极与所述被测功率半导体器件的第一端D相连，所述二极管的阴极与所述第二场效应管的栅极、漏极连接，所述第一场效应管的漏极连接所述第二场效应管的源极，所述二极管的阳极与第二场效应管源极分别连接一输出端。
13.根据权利要求10所述的功率半导体器件导通压降的在线测量电路，其特征在于，所述钳位电路包括晶体管，所述晶体管的发射极与所述第一场效应管的漏极连接，所述晶体管的门极、集电极与所述被测功率半导体器件的第一端D相连，所述晶体管的集电极和发射极为电路的输出端。
14.一种功率半导体器件导通压降的在线测量系统，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述在线测量电路或多项所述在线测量电路的组合。
CN202010193127.5A 2019-05-13 2020-03-18 功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统 Active CN111337808B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2019103955159 2019-05-13
CN201910395515.9A CN110174603A (zh) 2019-05-13 2019-05-13 功率半导体器件导通压降的在线测量电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111337808A true CN111337808A (zh) 2020-06-26
CN111337808B CN111337808B (zh) 2023-08-25

Family

ID=67691034

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910395515.9A Pending CN110174603A (zh) 2019-05-13 2019-05-13 功率半导体器件导通压降的在线测量电路
CN202010193127.5A Active CN111337808B (zh) 2019-05-13 2020-03-18 功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910395515.9A Pending CN110174603A (zh) 2019-05-13 2019-05-13 功率半导体器件导通压降的在线测量电路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11398817B2 (zh)
CN (2) CN110174603A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113595047A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 南通大学 一种用于在线测量功率晶体管导通压降的无源钳位电路
CN114167252A (zh) * 2021-12-01 2022-03-11 中南大学 半导体器件的导通压降测量电路
CN114545177A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 圣邦微电子（北京）股份有限公司 一种功率管的漏源电压检测电路和开关电路
CN116008769A (zh) * 2023-03-24 2023-04-25 杭州飞仕得科技股份有限公司 一种自驱式功率半导体导通压降检测电路
CN117031227A (zh) * 2023-06-12 2023-11-10 湖南栏海电气工程有限公司 一种功率半导体器件导通压降的无损在线监测电路
CN117031227B (zh) * 2023-06-12 2024-04-30 湖南栏海电气工程有限公司 一种功率半导体器件导通压降的无损在线监测电路

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174603A (zh) * 2019-05-13 2019-08-27 上海交通大学 功率半导体器件导通压降的在线测量电路
CN111025118A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 电子科技大学 一种功率器件导通电压不停机测量电路
CN111398764B (zh) * 2020-03-31 2022-06-14 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 功率管电压测试方法、装置和测试电路
US20230132796A1 (en) * 2020-04-14 2023-05-04 Aalborg Universitet Non-invasive front-end for power electronic monitoring
CN111722072B (zh) * 2020-05-14 2022-02-25 上海交通大学 高耐压的功率半导体器件导通压降在线测量电路及系统
CN113655363A (zh) * 2021-09-13 2021-11-16 东科半导体(安徽)股份有限公司 一种开关电源主开关管导通压降在线测试电路
WO2023164900A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-07 Innoscience (suzhou) Semiconductor Co., Ltd. Apparatus and method for measuring dynamic on-resistance of nitride-based switching device
CN115605769B (zh) * 2022-07-13 2024-03-15 英诺赛科（珠海）科技有限公司 用于测量氮化物基半导体器件的动态导通电阻的设备
CN115436771B (zh) * 2022-09-20 2023-05-26 瑶芯微电子科技(上海)有限公司 一种结温测量电路及系统
CN116008768B (zh) * 2023-03-24 2023-07-25 杭州飞仕得科技股份有限公司 一种导通压降测试电路与结温测试仪
CN116718884A (zh) * 2023-04-25 2023-09-08 重庆大学 导通压降检测电路、设备和电力变换装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06196996A (ja) * 1992-04-27 1994-07-15 Nec Corp 出力バッファ回路
CN102593810A (zh) * 2012-01-20 2012-07-18 华为技术有限公司 浪涌保护电路
CN103105569A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 三菱电机株式会社 测量施加于半导体开关元件的电压的半导体装置
CN104181462A (zh) * 2014-09-12 2014-12-03 中国科学院上海高等研究院 一种半导体开关器件导通压降的测量电路
CN105223486A (zh) * 2014-06-17 2016-01-06 无锡纳旭测控科技有限公司 一种igbt模块并联配对测试装置及测试方法
CN105811765A (zh) * 2016-04-19 2016-07-27 南京航空航天大学 一种用于在线测量功率晶体管导通压降的电压钳位电路
CN206389274U (zh) * 2016-12-30 2017-08-08 江苏中科君芯科技有限公司 Igbt动态有源钳位保护电路
CN107749708A (zh) * 2017-11-06 2018-03-02 珠海格力电器股份有限公司 一种变频器igbt控制电路、使用该控制电路的压缩机和空调
CN110174603A (zh) * 2019-05-13 2019-08-27 上海交通大学 功率半导体器件导通压降的在线测量电路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2737699B2 (ja) * 1995-05-30 1998-04-08 日本電気株式会社 Ｆｅｔ増幅回路の特性値測定方法および装置
US5723974A (en) 1995-11-21 1998-03-03 Elantec Semiconductor, Inc. Monolithic power converter with a power switch as a current sensing element
JP3652527B2 (ja) 1998-09-28 2005-05-25 株式会社日立製作所 電気機器の電力制御装置
US7193872B2 (en) * 2005-01-28 2007-03-20 Kasemsan Siri Solar array inverter with maximum power tracking
JP5315026B2 (ja) * 2008-11-28 2013-10-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
EP2564220B1 (en) * 2010-04-30 2016-04-20 Katholieke Universiteit Leuven Voltage clamping circuit and use thereof
US8995158B2 (en) * 2012-07-11 2015-03-31 Infineon Technologies Dresden Gmbh Circuit arrangement with a rectifier circuit
US9112501B2 (en) 2012-09-29 2015-08-18 Infineon Technologies Ag Electronic circuit with an electronic switch and a monitoring circuit
EP2933646B1 (en) * 2014-04-17 2019-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Precision measurement of voltage drop across a semiconductor switching element
US10084448B2 (en) * 2016-06-08 2018-09-25 Eridan Communications, Inc. Driver interface methods and apparatus for switch-mode power converters, switch-mode power amplifiers, and other switch-based circuits
CN106569007B (zh) * 2016-11-11 2019-05-03 中国人民解放军海军工程大学 Igbt关断电压和导通电压集成的测量电路
CN106771945A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 北京世纪金光半导体有限公司 一种igbt结温在线监测方法及其测量电路
CN108205074B (zh) * 2016-12-16 2020-07-10 上海新微技术研发中心有限公司 一种基于igbt模块的饱和电压测量电路及方法
WO2018119581A1 (en) * 2016-12-26 2018-07-05 Texas Instruments Incorporated Methods and apparatus for negative output voltage active clamping using floating bandgap reference and temperature compensation
CN106896258B (zh) * 2017-03-30 2023-07-21 西北核技术研究所 一种晶闸管瞬态导通压降测量电路
CN109425811B (zh) * 2017-08-21 2021-07-23 上海新微技术研发中心有限公司 一种igbt检测电路及检测方法
CN109633223B (zh) * 2019-01-31 2024-01-30 深圳芯能半导体技术有限公司 一种高压igbt器件的饱和电压降测量电路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06196996A (ja) * 1992-04-27 1994-07-15 Nec Corp 出力バッファ回路
CN103105569A (zh) * 2011-11-15 2013-05-15 三菱电机株式会社 测量施加于半导体开关元件的电压的半导体装置
CN102593810A (zh) * 2012-01-20 2012-07-18 华为技术有限公司 浪涌保护电路
CN105223486A (zh) * 2014-06-17 2016-01-06 无锡纳旭测控科技有限公司 一种igbt模块并联配对测试装置及测试方法
CN104181462A (zh) * 2014-09-12 2014-12-03 中国科学院上海高等研究院 一种半导体开关器件导通压降的测量电路
CN105811765A (zh) * 2016-04-19 2016-07-27 南京航空航天大学 一种用于在线测量功率晶体管导通压降的电压钳位电路
CN206389274U (zh) * 2016-12-30 2017-08-08 江苏中科君芯科技有限公司 Igbt动态有源钳位保护电路
CN107749708A (zh) * 2017-11-06 2018-03-02 珠海格力电器股份有限公司 一种变频器igbt控制电路、使用该控制电路的压缩机和空调
CN110174603A (zh) * 2019-05-13 2019-08-27 上海交通大学 功率半导体器件导通压降的在线测量电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄丽薇 等: "《模拟电子电路》", vol. 1, 31 December 2016, 南京：东南大学出版社, pages: 24 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114545177A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 圣邦微电子（北京）股份有限公司 一种功率管的漏源电压检测电路和开关电路
CN113595047A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 南通大学 一种用于在线测量功率晶体管导通压降的无源钳位电路
CN114167252A (zh) * 2021-12-01 2022-03-11 中南大学 半导体器件的导通压降测量电路
CN116008769A (zh) * 2023-03-24 2023-04-25 杭州飞仕得科技股份有限公司 一种自驱式功率半导体导通压降检测电路
CN116008769B (zh) * 2023-03-24 2023-06-27 杭州飞仕得科技股份有限公司 一种自驱式功率半导体导通压降检测电路
CN117031227A (zh) * 2023-06-12 2023-11-10 湖南栏海电气工程有限公司 一种功率半导体器件导通压降的无损在线监测电路
CN117031227B (zh) * 2023-06-12 2024-04-30 湖南栏海电气工程有限公司 一种功率半导体器件导通压降的无损在线监测电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN110174603A (zh) 2019-08-27
US20200366279A1 (en) 2020-11-19
US11398817B2 (en) 2022-07-26
CN111337808B (zh) 2023-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111337808B (zh) 功率半导体器件导通压降的在线测量电路及系统
JP5267053B2 (ja) 半導体試験装置
TWI509263B (zh) 電壓檢測電路及用於測量電晶體特性之方法
JP6302760B2 (ja) 劣化診断機能を有する電力変換装置
US20150346245A1 (en) Current or voltage sensing
CN111337807B (zh) 开关器件的高频高压动态导通电阻测试电路及测量方法
US20200049569A1 (en) Power Semiconductor Circuit and Method for Determining a Temperature of a Power Semiconductor Component
CN113595047A (zh) 一种用于在线测量功率晶体管导通压降的无源钳位电路
CN111722072B (zh) 高耐压的功率半导体器件导通压降在线测量电路及系统
WO2019176365A1 (en) Power semi-conductor module and method for sensing voltage of power semi-conductor switch
Ren et al. Real-time aging monitoring for power MOSFETs using threshold voltage
JP6979939B2 (ja) 半導体装置の試験装置
CN116609629A (zh) 一种功率半导体器件健康监测电路及方法
CN117031227B (zh) 一种功率半导体器件导通压降的无损在线监测电路
Degrenne et al. Short-circuit robustness of discrete SiC MOSFETs in half-bridge configuration
Ren et al. A voltage clamp circuit for the real-time measurement of the on-state voltage of power transistors
CN105493407B (zh) 半导体开关装置
Aeloiza et al. Online Health Monitoring and Aging Prognostics for SiC Power Converters
JP6977486B2 (ja) 半導体装置の試験装置
CN116087734B (zh) 一种应用于GaN HEMT的高精度结温预测电路及其工作方法
CN116359701B (zh) 氮化镓器件的测试电路及方法
TW201939050A (zh) 元件通電測試方法與通電測試系統
CN112213609B (zh) 一种igbt集电极和发射极间电压不停机测量系统及方法
CN115605769B (zh) 用于测量氮化物基半导体器件的动态导通电阻的设备
CN117434410A (zh) 一种易于拓展的功率器件导通压降在线测量电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant