CN111398764A - 功率管电压测试方法、装置和测试电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及功率管电压测试方法、装置和测试电路，功率管电压测试方法包括获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流；对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降；根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。如此，利用了被测GaN功率管的自换向逆导通特性，开发了前述非介入式测试方法，可直接通过映射电压关系实现在线快速提取阈值电压，达到了大幅提高阈值电压测试效率的目的。

Description

功率管电压测试方法、装置和测试电路

技术领域

本申请涉及半导体测试技术领域，特别是涉及一种功率管电压测试方法、装置和测试电路。

背景技术

随着半导体测试技术的发展，针对不同半导体电子元器件的可靠性测试技术正被不断开发和更新，以适应不同电子产品的测试需求。以GaN(氮化镓)材料为代表的第三代半导体材料，凭借禁带宽度大、击穿电场高、电子迁移率高以及热导率高等优越的材料性能，成为电力电子器件研究的热点，是新一代战略性电子产业的重要材料对象。目前，对于GaN功率器件的可靠性测试，通常参考Si(硅)器件的测试方案，而没有专门针对GaN独特的器件结构设计的试验方案，使得测试的数据无法科学有效的评估器件的可靠性水平。

其中，阈值电压不稳定特性，是影响GaN功率器件可靠工作的重要瓶颈之一。传统的GaN功率器件阈值电压测试方式是一般都采用直接测试器件转移曲线，并利用最大跨导值或最低电流值来进行阈值电压的提取。然而，在实现本发明过程中，发明人发现传统的GaN功率器件阈值电压测试方式，至少仍存在着测试效率不高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够大幅提高阈值电压测试效率的功率管电压测试方法、装置和测试电路。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

本发明实施例提供一种功率管电压测试方法，包括：

获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流；

对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降；

根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。

在其中一个实施例中，对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降步骤，包括：

根据线性关系确定测试电流中的目标电流；

对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和目标电流，采集目标电流下被测GaN功率管当前的反向导通压降。

在其中一个实施例中，上述方法还包括：

调整栅极驱动电压，采集各栅极驱动电压下被测GaN功率管的各实时反向导通压降；

根据线性关系和各实时反向导通压降，获取被测GaN功率管的阈值电压变化数据；阈值电压变化关系用于指示被测GaN功率管的可靠性及机理。

在其中一个实施例中，根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压的步骤，包括：

根据线性关系，查表读取当前的反向导通压降相应当前的阈值电压。

在其中一个实施例中，上述线性关系的确定过程，包括：

在源漏电压等于栅源电压时，测量被测GaN功率管通过不同的正向沟道电流时的各阈值电压；

测量被测GaN功率管通过不同的反向沟道电流时的各反向导通压降；反向沟道电流与正向沟道电流对称；

根据各阈值电压和各反向导通压降之间的对应关系，确定线性关系。

另一方面，还提供一种功率管电压测试装置，包括：

预获取模块，用于获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流；

测试采集模块，用于对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降；

阈值测试模块，用于根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。

又一方面，还提供一种功率管电压测试电路，包括栅极驱动单元、阻抗匹配单元、被测GaN功率管和小电流恒流源；

栅极驱动单元的驱动输出端通过阻抗匹配单元连接被测GaN功率管的栅极，小电流恒流源并接在被测GaN功率管的漏极和源极之间，栅极驱动单元的地端和被测GaN功率管的源极接地，被测GaN功率管的漏极和源极分别用于连接电压采集器；

栅极驱动单元用于对被测GaN功率管施加栅极驱动电压，小电流恒流源用于对被测GaN功率管施加测试电流；测试电流为被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系对应的反向沟道电流。

在其中一个实施例中，栅极驱动单元包括栅极驱动器和偏置电压源，栅极驱动器的驱动输出端通过阻抗匹配单元连接被测GaN功率管的栅极，偏置电压源串联在栅极驱动器的正端和地端之间，栅极驱动器的信号输入端用于连接驱动信号源。

在其中一个实施例中，阻抗匹配单元为可变电阻。

再一方面，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述功率管电压测试方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

上述功率管电压测试方法、装置和测试电路，通过获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，同时从该线性关系中确定相应的测试电流，然后在测试开始后，对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集该被测GaN功率管当前的反向导通压降，即可根据线性关系，利用采集到的当前的反向导通压降直接获取被测GaN功率管当前的阈值电压。如此，利用了被测GaN功率管的自换向逆导通特性，开发了前述非介入式测试方法，可直接通过映射电压关系实现在线快速提取阈值电压，达到了大幅提高阈值电压测试效率的目的。

附图说明

图1为一个实施例中功率管电压测试方法的流程示意图；

图2为另一个实施例中功率管电压测试方法的流程示意图；

图3为一个实施例中随时间t变化的典型阈值电压漂移测试过程数据示意图；

图4为一个实施例中线性关系的确定流程示意图；

图5为一个实施例中阈值电压预测试的电路结构示意图；

图6为一个实施例中反向导通压降预测试的电路结构示意图；

图7为一个实施例中功率管电压测试电路的结构示意图；

图8为另一个实施例中功率管电压测试电路的结构示意图；

图9为一个实施例中功率管电压测试装置的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件，即也可以是间接连接到另一个元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在实际应用中，发明人发现在GaN功率器件的实际工作及可靠性测试过程中，阈值电压漂移现象较传统Si功率器件要更为严重，对电子系统设计及器件寿命的影响更大，因此需要开发简单、可操作性强的阈值电压监测技术手段。然而传统的GaN功率器件阈值电压测试方式虽然直接可靠，却需要在测试过程获取完整的I-V(电流-电压)曲线，测试时间较长，且难以分析阈值电压在器件可靠性试验过程中实时漂移的行为，容易造成对器件退化行为的误判，从而无法为器件的提升改进提供有效支撑。为了克服传统的GaN功率器件阈值电压测试方式所存在的不足，本申请提供了更为高效的GaN功率器件阈值电压测试方案，具体提供了以下技术方案：

请参阅图1，在一个实施例中，本发明提供一种功率管电压测试方法，包括如下处理步骤：

S12，获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流。

可以理解，被测GaN功率管可以是N型沟道的GaN功率管，也可以是P型沟道的GaN功率管。前述的线性关系可以在测试开始前人工预先测量获得，也可以从电压数据库中直接提取预存的阈值电压与反向导通压降对应关系数据获得，还可以通过利用预先建立的预测量模型(表征GaN功率管的阈值电压与反向导通压降之间的线性关系)，调整预测量模型的相应参数(如用被测GaN功率管的漏极电流数值、漏源电压和栅源电压等)而直接输出获得，具体可以实际应用环境确定，只要能够利用器件工作原理即阈值电压与反向导通电压之间存在联系桥梁：漏极电流与反向沟道电流相对称，建立两种电压的线性关系即可。

具体的，在对被测GaN功率管进行在线的实时监测时，可以先获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，并且基于该线性关系还可以获得相应的测试电流，也即从反向沟道压降与反向沟道电流曲线中，获知在被测GaN功率管的工作环境中可以施加的测试电流，用以实现非介入式的快速测试。

S14，对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降。

具体的，获得被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流后，可以通过事先搭建的测试台(如可提供器件工作所需的栅极驱动和电流源的测试工作台)接入GaN功率管进行测试，或者直接在被测GaN功率管所在板卡上进行接线测试，向被GaN功率管施加栅极驱动电压以及测试电流。施加的栅极驱动电压可以是固定的电压，也可以是变化的系列电压值，具体电压大小可以根据被测GaN功率管实际工作所承受的栅极控制电压来确定。施加栅极驱动电压也即在被测GaN功率管的栅极施加了栅极应力，并在被测GaN功率管的漏极和源极之间施加反向沟道电流(也属于小电流)，以利用被测GaN功率管的自换向逆导通特性。

在施加测试应力后，可以直接从被测GaN功率管的漏极和源极这两个电压采集端采集被测GaN功率管当前的反向导通压降。采集的方式可以是单点采集，也即采集一个电压点(可以对应获得该电压点下的阈值电压)，也可以是多点采集，也即采集多个电压点(可以对应获得多个电压点下的多个阈值电压)，具体采集方式可以根据实际的在线测试需要确定。

S16，根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。

具体的，采集被测GaN功率管在当前施加的测试应力下的反向导通压降后，即可以根据被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，利用采集的当前的反向导通压降直接换算得到当前的阈值电压。

上述功率管电压测试方法，通过获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，同时从该线性关系中确定相应的测试电流，然后在测试开始后，对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集该被测GaN功率管当前的反向导通压降，即可根据线性关系，利用采集到的当前的反向导通压降直接获取被测GaN功率管当前的阈值电压。如此，利用了被测GaN功率管的自换向逆导通特性，开发了前述非介入式测试方法，可直接通过映射电压关系实现在线快速提取阈值电压，达到了大幅提高阈值电压测试效率的目的。

在一个实施例中，关于上述的步骤S14，具体可以包括如下处理步骤：

根据线性关系确定测试电流中的目标电流；

对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和目标电流，采集目标电流下被测GaN功率管当前的反向导通压降。

可以理解，在被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系中，由于是通过漏极电流与对称的反向沟道电流提供联系，因此，可以从该线性关系所对应的反向导通压降与反向沟道电流曲线中，直接确定最佳的测试电流点I_SD(即最合适的源漏电流值，作为上述的目标电流)。最佳的测试电流点具体可以根据测试系统中的电流或者电压的测试精确度来选择，例如选取反向导通电压的测试精确度最高时对应的反向沟道电流为最佳的测试电流点。

具体的，在本实施例中，可以直接对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和目标电流，从而只需在目标电流下，采集一个电压点，即可精确快速地监测出当前的阈值电压，且还可以实现在施加不同栅极驱动电压下的阈值电压偏移监测，具体了实时快速的精确监测分析能力，为判断被测GaN功率管的退化机制及发生退化的应力区域提供可靠数据。

通过上述的测试步骤，可以在实现阈值电压测试效率大幅提升同时，更进一步地提高被测GaN功率管在可靠性应力条件下(即栅极驱动电压)阈值电压漂移情况的在线监测的精准度。

请参阅图2和图3，在一个实施例中，上述功率管电压测试方法还包括如下处理步骤S18和S20：

S18，调整栅极驱动电压，采集各栅极驱动电压下被测GaN功率管的各实时反向导通压降；

S20，根据线性关系和各实时反向导通压降，获取被测GaN功率管的阈值电压变化数据；阈值电压变化关系用于指示被测GaN功率管的可靠性及机理。

具体的，在本实施例中，可以通过控制栅极驱动的输出，以向被测GaN功率管施加不同的栅极驱动电压，实现在栅极施加不同应力电压V_GS水平；进而采集不同栅极驱动电压下被测GaN功率管实时的反向导通压降。根据阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，利用实时采集的各反向导通压降换算得到对应的各实时的阈值电压，从而可以获得不同应力水平下，阈值电压(反向导通压降)随时间变化的数据，也即阈值电压变化数据。该阈值电压变化数据的展示形式可以是数据表，也可以是不同应力条件下的电压随时间变化的曲线。

如图3所示的是随时间t变化的典型阈值电压漂移测试过程数据示意图，其中，t表示时间，A表示对被测GaN功率管施加栅极应力(V_GS)前的阶段，B表示对被测GaN功率管施加栅极应力时的阶段，C表示对被测GaN功率管施加栅极应力后器件恢复过程的阶段，M_max表示最大漂移值。

通过在器件栅极施加不同应力电压V_GS水平，并通过在应力施加前、应力施加过程和恢复过程的程序设置以实时记录反向导通压降V_SD的电压值。通常地，在恢复过程的最初期达到阈值电压漂移的最大值，而后续恢复过程中阈值电压变化曲线则可以实现对被测器件的可靠性评价及机理分析。

通过上述的测试步骤，可以在GaN功率器件的各种可靠性应力条件下，更精确的在线监测阈值电压的漂移情况，从而可以获取器件失效全动态的过程信息，可用以精准判断器件与阈值电压相关的失效机理，便于为更详细地比对不同器件结构参数之间的优劣性提供测试数据依据。

在一个实施例中，关于上述的步骤S16，具体可以包括如下处理步骤：

根据线性关系，查表读取当前的反向导通压降相应当前的阈值电压。

可以理解，在本实施例中，获取的线性关系可以数值表的形式进行存储，从而可以在采集到反向导通压降时，直接通过查表的方式从线性关系对应的数值表中读取获得当前的反向导通压降相应当前的阈值电压。通过上述的处理步骤，可以更进一步简化测试过程中测试数据的处理过程，提高测试响应速度。

请参阅图4，在一个实施例中，上述线性关系的确定过程，具体可以包括如下标定处理步骤S011至S015：

S011，在源漏电压等于栅源电压时，测量被测GaN功率管通过不同的正向沟道电流时的各阈值电压；

S013，测量被测GaN功率管通过不同的反向沟道电流时的各反向导通压降；反向沟道电流与正向沟道电流对称；

S015，根据各阈值电压和各反向导通压降之间的对应关系，确定线性关系。

可以理解，在测试前可先行标定被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，基于GaN功率管的工作原理，使得被测GaN功率管的源漏电压等于栅源电压，即V_DS＝V_GS，在该条件下使被测GaN功率管通过漏极小电流(即正向沟道电流)，测量得到相应的各阈值电压，也即阈值电压与电流的I-V(电压-电流)曲线，如图5所示的是本实施例中采用的一种可用的简单测试电路，具体的测量方式可采用本领域传统的阈值电压测试方式实现。

然后在被测GaN功率管的漏极与源极之间施加与前述漏极小电流相对称的反向沟道电流，如图6所示的是本实施例中采用的一种可用的简单测试电路。以被测GaN功率管的漏极与源极作为电压采集端，测量被测GaN功率管通过不同的反向沟道电流时的各反向导通压降，得到反向导通压降与电流的I-V(电压-电流)曲线，最后根据反向沟道电流与正向沟道电流的对称关系，即可建立反向导通压降与阈值电压之间的对应关系，确定所需的线性关系。

具体例如基于器件工作原理(如正向导通的电压电流曲线与反向导通的电压电流曲线相对称)按照传统的阈值电压测量方式，在漏源电压等于栅源电压条件下，事先测量一系列的漏极小电流(毫安级)下的阈值电压；进而，在栅源共地情况下，测量不同反向沟道电流(即源漏电流，与前述漏极小电流大小相等且反向)下的反向导通压降，从而通过漏极电流与反向沟道电流相对称的关系，建立起阈值电压与反向导通电压的线性关系。本领域技术人员可以理解，如图5和图6所示的是以N型沟道的器件作为示例的，对于P型沟道的器件的测试原理相同，具体接线方式可根据器件的极性进行适应性调整即可。

通过上述的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系的标定，可以有效确保对被测GaN功率管的阈值电压的在线快速监测的实现。

应该理解的是，虽然图1、图2和图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1、图2和图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

请参阅图7，在一个实施例中，还提供一种功率管电压测试电路100，包括栅极驱动单元12、阻抗匹配单元14、被测GaN功率管16和小电流恒流源18。栅极驱动单元12的驱动输出端通过阻抗匹配单元14连接被测GaN功率管16的栅极。小电流恒流源18并接在被测GaN功率管16的漏极和源极之间。栅极驱动单元12的地端和被测GaN功率管16的源极接地。被测GaN功率管16的漏极和源极分别用于连接电压采集器。栅极驱动单元12用于对被测GaN功率管16施加栅极驱动电压。小电流恒流源18用于对被测GaN功率管16施加测试电流。测试电流为被测GaN功率管16的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系对应的反向沟道电流。

可以理解，电压采集器可以是额外设置的电压测量仪器，也可以是与被测GaN功率管16集成在同一电路板上的电压采样器，还可以是带电压采样引脚的处理器芯片，具体可以根据实际测试场景的需要确定，只要能够用于采集被测GaN功率管16的漏极与源极间的反向导通压降即可。

具体的，被测GaN功率管16的栅极通过阻抗匹配单元14连接栅极驱动单元12，实现与栅极驱动单元12之间电路的阻抗匹配。阻抗匹配单元14可以是射频技术中各类常用的匹配电路，具体可以根据实际测试中所需的匹配效果来确定。栅极驱动单元12为本领域中通过脉冲调制实现三极管器件的开启和关闭的驱动器件。在测试过程中，栅极驱动单元12可以向被测GaN功率管16的栅极施加某一大小的栅极电压，也可以施加不同大小的栅极电压，具体可以根据测试需要进行调控。

被测GaN功率管16的栅极加载栅极应力后，在电压采集端(也即被测GaN功率管16的漏极和源极)，通过并入的小电流恒流源18通入测试电流后，电压采集器在电压采集端测试反向导通沟道两端(漏极和源极)的压降，也即反向导通压降V_SD，即可根据预先确定的阈值电压与反向导通压降之间的线性关系，直接换算得到被测GaN功率管16实时的阈值电压V_th。

在本实施例中，通过采用上述的功率管电压测试电路100，可以有效基于阈值电压与反向导通压降之间的线性关系，实现阈值电压的在线快速监测。电路简单且易于操作，可以有效提高阈值电压测试效率的同时，测试人力成本、时间成本和物力成本等均显著下降。

请参阅图8，在一个实施例中，栅极驱动单元12包括栅极驱动器122和偏置电压源124。栅极驱动器122的驱动输出端通过阻抗匹配单元14连接被测GaN功率管16的栅极。偏置电压源124串联在栅极驱动器122的正端和地端之间。栅极驱动器122的信号输入端用于连接驱动信号源101。

可以理解，栅极驱动器122可以采用本领域中常用的各型栅极驱动器122件或者模块电路。驱动信号源101为方波信号源，输出方波的幅值大小可以根据栅极驱动器122的工作特性和被测GaN功率管16的工作特性等确定。具体的，栅极驱动器122将驱动信号源101输出的驱动信号转换成栅极驱动电压并通过阻抗匹配单元14加载到被测GaN功率管16的栅极，从而实现栅极应力的加载。基于偏置电压源124的偏置电压V_GG的变化，可以实现不同栅极应力水平的加载，从而用于实现不同可靠性应力条件下被GaN功率管的阈值电压的监测。通过上述的栅极驱动单元12，可以实现对被测GaN功率管16的不同栅极应力加载，应力加载效率高。

在一个实施例中，阻抗匹配单元14为可变电阻。可以理解，在本实施例中，可以直接采用可变电阻提供上述被测GaN功率管16与栅极驱动器122之间的电路阻抗匹配效果，而且对于不同类型的被测GaN功率管16，可以通过可变电阻的阻值调整，即可以获得所需的匹配效果；如此，可以更进一步简化整个测试电路同时，还能够更进一步地简化测试操作，从而提高测试效率。

请参阅图9，在一个实施例中，提供了一种功率管电压测试装置200，包括预获取模块11、测试采集模块13和阈值测试模块15。预获取模块11用于获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流。测试采集模块13用于对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降。阈值测试模块15用于根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。

上述功率管电压测试装置200，通过各模块的协作，获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系，同时从该线性关系中确定相应的测试电流，然后在测试开始后，对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集该被测GaN功率管当前的反向导通压降，即可根据线性关系，利用采集到的当前的反向导通压降直接获取被测GaN功率管当前的阈值电压。如此，利用了被测GaN功率管的自换向逆导通特性，开发了前述非介入式测试方法，可直接通过映射电压关系实现在线快速提取阈值电压，达到了大幅提高阈值电压测试效率的目的。

在一个实施例中，上述的测试采集模块13具体还可以用于根据线性关系确定测试电流中的目标电流，以及用于对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和目标电流，采集目标电流下被测GaN功率管当前的反向导通压降。

在一个实施例中，上述的功率管电压测试装置200还可以包括电压变化监测模块。上述的测试采集模块13还可以用于调整栅极驱动电压，采集各栅极驱动电压下被测GaN功率管的各实时反向导通压降。电压变化监测模块用于根据线性关系和各实时反向导通压降，获取被测GaN功率管的阈值电压变化数据；阈值电压变化关系用于指示被测GaN功率管的可靠性及机理。

在一个实施例中，阈值测试模块15具体可以用于根据线性关系，查表读取当前的反向导通压降相应当前的阈值电压。

关于功率管电压测试装置200的具体限定可以参见上文中对于功率管电压测试方法的限定，在此不再赘述。上述功率管电压测试装置200中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于测试设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于测试设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种电压测试设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流；对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降；根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还可以实现上述功率管电压测试方法各实施例中的进一步处理步骤或增加的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；测试电流为线性关系对应的反向沟道电流；对被测GaN功率管施加栅极驱动电压和测试电流，采集被测GaN功率管当前的反向导通压降；根据线性关系和当前的反向导通压降，获取被测GaN功率管当前的阈值电压。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还可以实现上述功率管电压测试方法各实施例中的进一步处理步骤或增加的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可做出若干变形和改进，都属于本申请保护范围。因此本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功率管电压测试方法，其特征在于，包括：

获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；所述测试电流为所述线性关系对应的反向沟道电流；

对所述被测GaN功率管施加栅极驱动电压和所述测试电流，采集所述被测GaN功率管当前的反向导通压降；

根据所述线性关系和当前的所述反向导通压降，获取所述被测GaN功率管当前的阈值电压。

2.根据权利要求1所述的功率管电压测试方法，其特征在于，对所述被测GaN功率管施加栅极驱动电压和所述测试电流，采集所述被测GaN功率管当前的反向导通压降步骤，包括：

根据所述线性关系确定所述测试电流中的目标电流；

对所述被测GaN功率管施加所述栅极驱动电压和所述目标电流，采集所述目标电流下所述被测GaN功率管当前的所述反向导通压降。

3.根据权利要求1或2所述的功率管电压测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

调整所述栅极驱动电压，采集各所述栅极驱动电压下所述被测GaN功率管的各实时反向导通压降；

根据所述线性关系和所述各实时反向导通压降，获取所述被测GaN功率管的阈值电压变化数据；所述阈值电压变化关系用于指示所述被测GaN功率管的可靠性及机理。

4.根据权利要求1所述的功率管电压测试方法，其特征在于，根据所述线性关系和当前的所述反向导通压降，获取所述被测GaN功率管当前的阈值电压的步骤，包括：

根据所述线性关系，查表读取当前的所述反向导通压降相应当前的所述阈值电压。

5.根据权利要求1所述的功率管电压测试方法，其特征在于，所述线性关系的确定过程，包括：

在源漏电压等于栅源电压时，测量所述被测GaN功率管通过不同的正向沟道电流时的各阈值电压；

测量所述被测GaN功率管通过不同的反向沟道电流时的各反向导通压降；所述反向沟道电流与所述正向沟道电流对称；

根据各所述阈值电压和各所述反向导通压降之间的对应关系，确定所述线性关系。

6.一种功率管电压测试装置，其特征在于，包括：

预获取模块，用于获取被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系和测试电流；所述测试电流为所述线性关系对应的反向沟道电流；

测试采集模块，用于对所述被测GaN功率管施加栅极驱动电压和所述测试电流，采集所述被测GaN功率管当前的反向导通压降；

阈值测试模块，用于根据所述线性关系和当前的所述反向导通压降，获取所述被测GaN功率管当前的阈值电压。

7.一种功率管电压测试电路，其特征在于，包括栅极驱动单元、阻抗匹配单元、被测GaN功率管和小电流恒流源；

所述栅极驱动单元的驱动输出端通过所述阻抗匹配单元连接所述被测GaN功率管的栅极，所述小电流恒流源并接在所述被测GaN功率管的漏极和源极之间，所述栅极驱动单元的地端和所述被测GaN功率管的源极接地，所述被测GaN功率管的漏极和源极分别用于连接电压采集器；

所述栅极驱动单元用于对所述被测GaN功率管施加栅极驱动电压，所述小电流恒流源用于对所述被测GaN功率管施加测试电流；所述测试电流为所述被测GaN功率管的阈值电压和反向导通压降之间的线性关系对应的反向沟道电流。

8.根据权利要求7所述的功率管电压测试电路，其特征在于，所述栅极驱动单元包括栅极驱动器和偏置电压源，所述栅极驱动器的驱动输出端通过所述阻抗匹配单元连接所述被测GaN功率管的栅极，所述偏置电压源串联在所述栅极驱动器的正端和地端之间，所述栅极驱动器的信号输入端用于连接驱动信号源。

9.根据权利要求7或8所述的功率管电压测试电路，其特征在于，所述阻抗匹配单元为可变电阻。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的功率管电压测试方法的步骤。

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