CN112731091B - SiC MOSFET功率循环试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及SiC MOSFET试验技术领域,公开了一种SiC MOSFET功率循环试验方法和试验电路,包括确定SiC MOSFET的沟道关断电压值和沟道导通电压值;在功率循环试验中,根据沟道导通电压值和沟道关断电压值分别将SiC MOSFET的栅源电压设置为第一电压和第二电压,以使SiC MOSFET在导通时间内升温或在关断时间内降温。监测导通瞬间和关断瞬间SiC MOSFET的结温变化,并根据结温变化判断SiC MOSFET的退化状况。通过预先获取SiC MOSFET的沟道关断电压值,保证在功率循环试验中SiC MOSFET的沟道完全关断,防止因SiC MOSFET的沟道未完全关断而导致结温监测不准确的问题。同时,保证在一个试验循环周期内SiC MOSFET器件经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移导致的结温监测不准确问题。
Description
技术领域
本发明涉及SiC MOSFET试验技术领域,特别是涉及一种SiC MOSFET功率循环试验方法。
背景技术
与Si IGBT器件相比,SiC MOSFET具有更低的开关损耗,更高的工作温度,高十倍的击穿场强等诸多优越的电气性能。近年来,SiC MOSFET器件的可用性和成熟度已得到显著改善,SiC MOSFET在降低功耗、提高集成度以及提高系统效率方面有着巨大的优势,在电机驱动、汽车电子、开关电源及光伏发电等领域有着广阔的应用前景。功率循环试验是评价SiC MOSFET器件可靠性的一项重要指标,准确的结温监测是评估功率循环试验结果的基本条件。目前,传统的Si MOSFET的功率循环试验方法应用于SiC MOSFET器件存在结温监测误差大,影响可靠性评估的准确性。
发明内容
基于此,有必要针对目前的SiC MOSFET功率循环试验方法存在结温监测误差大的问题,提供一种SiC MOSFET功率循环试验方法。
一种SiC MOSFET功率循环试验方法,包括确定SiC MOSFET的沟道关断电压值和沟道导通电压值;根据所述沟道导通电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第一电压,所述第一电压使得所述SiC MOSFET的沟道导通,并向所述SiC MOSFET提供加热电流,使所述SiC MOSFET在导通时间内升温;根据所述沟道关断电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第二电压,所述第二电压使得所述SiC MOSFET的沟道关断,使所述SiC MOSFET在关断时间内降温,并向所述SiC MOSFET的反向二极管提供感应电流;监测所述SiC MOSFET在导通瞬间和关断瞬间的结温变化,根据所述结温变化判断所述SiC MOSFET的退化状况。
上述SiC MOSFET功率循环试验方法,在对待试验的SiC MOSFET进行功率循环试验前,先确定当该SiC MOSFET的沟道完全关闭时该SiC MOSFET的栅源电压值,将该电压值确定为该SiC MOSFET的沟道关断电压值;确定该SiC MOSFET的沟道完全导通时该SiC MOSFET的栅源电压值,将该电压值确定为该SiC MOSFET的沟道导通电压值。在确定好沟道关断电压值和沟道导通电压值后,对待测SiC MOSFET进行功率循环试验。
根据沟道导通电压值将SiC MOSFET的栅源电压设置为第一电压使其沟道导通,并向该SiC MOSFET提供加热电流,使所述SiC MOSFET在导通时间内升温。根据沟道关断电压值将SiC MOSFET的栅源电压设置为第二电压使其沟道关断,使所述SiC MOSFET在关断时间内降温,并向SiC MOSFET提供感应电流,监测导通和关断瞬间的结温。重复上述步骤,对SiCMOSFET在功率循环试验中所述SiC MOSFET在导通瞬间和关断瞬间的结温变化进行监测,从而实现对该SiC MOSFET退化状况的监测。通过预先获取SiC MOSFET的沟道关断电压值,保证在功率循环试验中SiC MOSFET的沟道完全关断,防止因SiC MOSFET的沟道未完全关断而导致出现结温测试不准确的问题。
在其中一个实施例中,所述SiC MOSFET包括反向体二极管,所述确定SiC MOSFET的沟道关断电压值,包括向所述SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压;获取在不同栅源电压下所述反向体二极管导通电压与导通电流的导通特性曲线;当所述导通特性曲线不再变化时,此时所述栅源电压的电压值为所述沟道关断电压值。
在其中一个实施例中,在确定SiC MOSFET的沟道关断电压值后,所述方法还包括向所述SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压;根据所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET结温的导数和所述栅源电压之间的关系式绘制曲线;判断曲线的导数在所述沟道关断电压值处是否为零,以对所述沟道关断电压值进行验证。
在其中一个实施例中,所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET结温的导数和所述栅源电压之间的关系式为:
其中,Vgs为栅源电压,VSD(T)为反向体二极管的结电压相对于结温的函数,T为结温。
在其中一个实施例中,所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET的温度呈线性关系。
在其中一个实施例中,所述SiC MOSFET一次导通和一次关断操作为功率循环试验的一个试验循环周期。
在其中一个实施例中,所述SiC MOSFET功率循环试验方法还包括在功率循环试验期间,使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移。
在其中一个实施例中,所述在功率循环试验期间,使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移,包括在一个功率循环周期内使所述SiC MOSFET的栅源电压、导通时间和关断时间满足应力平衡关系式,以使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力。
在其中一个实施例中,当栅源电压为正弦波时,所述应力平衡关系式为:
其中,ton为SiC MOSFET导通时间,toff为SiC MOSFET关断时间,Vgs为栅源电压。
在其中一个实施例中,所述加热电流为安培级的电流;所述感应电流为毫安级的电流。
附图说明
图1为本发明其中一实施例中的SiC MOSFET功率循环试验方法的方法流程图;
图2为本发明其中一实施例中的SiC MOSFET的功率循环试验电路图;
图3为本发明其中一实施例中的确定沟道关断电压值的方法流程图;
图4为本发明其中一实施例中的所述反向体二极管导通电压与导通电流的导通特性曲线图。
图5为本发明另一实施例中的确定沟道关断电压值的方法流程图;
图6为本发明其中一实施例中的VSD(T)相对于温度的导数被绘制为VGS的函数曲线图;
图7为本发明其中一实施例中的Isense=10mA条件下SiC MOSFET VSD(T)温度曲线图;
图8为本发明其中一实施例中的功率循环电流和结温变化曲线图;
图9为本发明另一实施例中的SiC MOSFET功率循环试验方法的方法流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反的,提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“周向”以及类似的表述是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/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。
功率循环试验是指对器件间断地施加电应力,使器件受到“开”和“关”之间的应力周期变化。这种周期变化的电应力会导致器件结温的周期变化,加速器件内部物理、化学反应过程。结温(Junction Temperature)是电子设备中半导体的实际工作温度。在实际工作中,它通常与半导体的封装外壳温度壳温(Case Temperature)相比要高。
图1为本发明其中一实施例中的SiC MOSFET功率循环试验方法的方法流程图,在其中一个实施例中,所述SiC MOSFET功率循环试验方法包括如下步骤S100至S400。
S100:确定SiC MOSFET的沟道关断电压值和沟道导通电压值。
S200:根据所述沟道导通电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第一电压,所述第一电压使得所述SiC MOSFET的沟道导通,并向所述SiC MOSFET提供加热电流,使所述SiC MOSFET在导通时间内升温。
S300:根据所述沟道关断电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第二电压,所述第二电压使得所述SiC MOSFET的沟道关断,使所述SiC MOSFET在关断时间内降温,并向所述SiC MOSFET的反向二极管提供感应电流。
S400:监测所述SiC MOSFET在导通瞬间和关断瞬间的结温变化,根据所述结温变化判断所述SiC MOSFET的退化状况。
目前,现有的试验方法中,在对SiC MOSFET器件进行功率循环试验时,通常采用传统的Si MOSFET的试验方法和电路,即关断时施加零栅压,导致沟道未完全关闭。栅源电压是指SiC MOSFET的栅极和源极两端之间的电压。在这种情况下,感应电流Isense不仅会流过反向体二极管的pn结,而且会部分流经MOS通道,从而导致在利用反向体二极管的结电压对结温进行计算时结果出现误差。因此,为了能够更准确地监测SiC MOSFET器件在功率循环试验过程中的结温变化,需要在功率循环试验开始前确定栅源电压Vgs的电压值为何值时SiC MOSFET的沟道完全关闭。
SiC MOSFET的沟道导通电压值Vgson可以通过查找待测SiC MOSFET的器件手册来获取,沟道关断电压值Vgson通常为15V左右。SiC MOSFET的沟道关断电压值Vgsoff可以通过测量实验获取,在沟道完全关闭时的栅源电压Vgs的电压值即可定义为沟道关断电压值Vgsoff,沟道关断电压值Vgsoff通常为-6V左右。根据沟道关断电压值Vgson和沟道关断电压值Vgsoff对SiC MOSFET进行功率循环试验。
具体地,需要根据不同的器件型号来确定。对于N型的SiC MOSFET来说,只有当其栅源电压小于或等于沟道关断电压值时,该SiC MOSFET的沟道才会完全关闭,因此,在对N型的SiC MOSFET进行功率循环试验时,第一电压需要大于沟道导通电压值才能使得所述SiC MOSFET的沟道导通,第二电压需要小于沟道关断电压值才能使得所述SiC MOSFET的沟道完全关断。而对于P型的SiC MOSFET来说,只有当其栅源电压大于或等于沟道关断电压值时,该SiC MOSFET的沟道才会完全关闭,因此,在对P型的SiC MOSFET进行功率循环试验时,第一电压需要小于沟道导通电压值才能使得所述SiC MOSFET的沟道导通,第二电压需要大于沟道关断电压值才能使得所述SiC MOSFET的沟道完全关断。
图2为本发明其中一实施例中的SiC MOSFET的功率循环试验电路图。使用图2所示的电路对SiC MOSFET进行功率循环试验。
使SiC MOSFET升温时,将SiC MOSFET的栅源电压Vgs设置为沟道导通电压值Vgson,通常情况下SiC MOSFET的沟道导通电压值Vgson为+15V左右。此时SiC MOSFET的沟道导通,加热电流源向SiC MOSFET提供加热电路IL,即SiC MOSFET的漏极与源极之间流过的电流IDS=IL。SiC MOSFET导通后加热,器件在导通时间ton内升温。使SiC MOSFET降温时,将SiCMOSFET的栅源电压Vgs设置为小于或等于沟道关断电压值Vgsoff,通常情况下SiC MOSFET的沟道关断电压值Vgsoff为-6V左右。此时SiC MOSFET的沟道关闭,反向体二极管导通。感应电流源向SiC MOSFET提供感应电流Isense,即SiC MOSFET的源极与漏极之间流过的电流ISD=Isense。SiC MOSFET的沟道关断后在关断时间toff内降温。通过VSD(T)方法对SiC MOSFET的结温进行监测,即利用反向体二极管的结电压来计算结温,从而实现对SiC MOSFET在功率循环试验过程中在导通瞬间和关断瞬间的结温变化进行监测,根据所述结温变化判断SiCMOSFET的退化状况。
在其中一个实施例中,所述加热电流IL为安培级(A)的电流;所述感应电流Isense为毫安级(mA)的电流。
图3为本发明其中一实施例中的确定沟道关断电压值的方法流程图,在其中一个实施例中,所述SiC MOSFET包括反向体二极管,所述确定SiC MOSFET的沟道关断电压值,包括如下步骤S110至S130。
S110:向所述SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压。
S120:获取在不同栅源电压下所述反向体二极管导通电压与导通电流的导通特性曲线。
S130:当所述导通特性曲线曲线不再变化时,此时所述栅源电压的电压值为所述沟道关断电压值。
在将VSD(T)法用于特定的SiC MOSFET之前,需要确定该SiC MOSFET的沟道在哪个栅源电压Vgs的电压值处关闭。在向SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压后,获取在不同栅源电压下所述反向体二极管导通电压与导通电流的导通特性曲线(ISD-VSD),并绘制导通特性曲线的曲线图。图4为本发明其中一实施例中的所述反向体二极管导通电压与导通电流的导通特性曲线图。使用本发明提供的功率循环试验方法确定SiC MOSFET的沟道关断电压值时,向试验SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压VGS,从0V开始不断施加小于0的栅源电压VGS。根据SiC MOSFET在不同栅源电压VGS条件下,所述反向体二极管导通电压与导通电流关系变化判断SiC MOSFET是否完全关断。请参见图4,当-6V<VGS<0时,不同的栅源电压时,反向体二极管上电压相对于电流上的曲线变化较大、位置不重合;而在VGS≤-6V后,IDS-VDS曲线基本不再变化、保持重合。因此,判断当VGS≤-6V时,该特定器件的沟道关闭,此时将-6V定义为沟道关断电压值。
图5为本发明另一实施例中的确定沟道关断电压值的方法流程图,在其中一个实施例中,在确定SiC MOSFET的沟道关断电压值后,所述方法还包括如下步骤S140至S160。
S140:向所述SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压。
S150:根据所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET结温的导数和所述栅源电压之间的关系式绘制曲线。
S160:判断曲线的导数在所述沟道关断电压值处是否为零,以对所述沟道关断电压值进行验证。
通过上述测试方法对SiC MOSFET进行测试,获取沟道关断电压值后,需要对获取的沟道关断电压值进行验证,以保证向所述SiC MOSFET施加沟道关断电压值后,所述碳化硅场效应的沟道完全关断。通过向SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压,并根据SiCMOSFET的反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET结温的导数和所述栅源电压之间的关系式绘制曲线。在不同栅源电压值的环境下,根据上述关系式的曲线变化情况,判断SiCMOSFET是否在栅源电压Vgs的电压值为上述沟道关断电压值时,其沟道完全关闭。
由于当SiC MOSFET彻底关断时,电流全部流过反向体二极管不会部分流经MOS通道,此时源漏电压VSD随温度变化的斜率是恒定的。在沟道关断电压值时,反向体二极管的压降VSD与温度的关系曲线不再受栅源电压的影响而出现变化保持恒定。因此,当曲线的导数为零时,SiC MOSFET的沟道完全关闭。根据绘制所得的曲线进行判断,若该曲线在沟道关断电压值处的导数为零,则确定SiC MOSFET器件的沟道在沟道关断电压值处完全关闭。
在其中一个实施例中,所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET的温度和所述栅源电压之间的关系式为:
其中,Vgs为栅源电压,VSD(T)为反向体二极管的结电压相对于结温的函数,T为结温。
根据上式获取VSD(T)相对于温度的导数被绘制为VGS的函数,并绘制该函数的曲线。图6为本发明其中一实施例中的VSD(T)相对于温度的导数被绘制为VGS的函数曲线图。使用本发明提供的功率循环试验方法对SiC MOSFET的沟道关断电压值进行验证时,向试验SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压VGS。从0V开始,不断施加小于0的栅源电压VGS。根据SiC MOSFET在不同栅源电压VGS条件下,绘制VSD(T)相对于温度的导数与栅源电压VGS的曲线图。请参见图6,在VGS>-6.5V时,曲线的导数不为零;而在VGS≤-6.5V后,曲线则不再变化,其导数变为零。因此,判断当VGS≤-6.5V时,该特定器件的沟道关闭。
在其中一个实施例中,由于在前述步骤中已经对SiC MOSFET的沟道关断电压值进行了确定,因此,在功率循环试验中只要保证栅源电压Vgs小于或等于沟道关断电压值,即可保证SiC MOSFET的沟道彻底关断,此时电流全部流过反向体二极管不会部分流经MOS通道,因此源漏电压VSD随温度变化的斜率是恒定的。图7为本发明其中一实施例中的Isense=10mA条件下SiC MOSFET VSD(T)温度曲线图,根据图7可知,当沟道彻底关断时,反向体二极管的结电压即源漏电压VSD与SiC MOSFET的温度呈线性关系。可以利用反向体二极管的结电压来计算SiC MOSFET的结温。
在其中一个实施例中,在对SiC MOSFET进行功率循环试验时,使SiC MOSFET的沟道导通从而升温和使SiC MOSFET的沟道关断从而降温,上述操作视为功率循环试验中的一个试验循环周期,在一次功率循环试验中包含多个试验循环周期。图8为本发明其中一实施例中的功率循环电流和结温变化曲线图。由图8可知,当SiC MOSFET的漏极和源极之间流经的电流在一个试验循环周期内呈周期性变化时,SiC MOSFET的结温也呈周期性变化。对SiCMOSFET进行功率循环试验时,可以通过观察不同试验循环周期中SiC MOSFET结温的例如最大值、最小值等结温相对变化情况来判断SiC MOSFET的退化情况。
图9为本发明另一实施例中的SiC MOSFET功率循环试验方法的方法流程图,在其中一个实施例中,所述SiC MOSFET功率循环试验方法还包括如下步骤S10至S50。
S10:确定SiC MOSFET的沟道关断电压值和沟道导通电压值。
S20:在功率循环试验期间,使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移。
S30:根据所述沟道导通电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第一电压,所述第一电压使得所述SiC MOSFET的沟道导通,并向所述SiC MOSFET提供加热电流,使所述SiC MOSFET在导通时间内升温。
S40:根据所述沟道关断电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第二电压,所述第二电压使得所述SiC MOSFET的沟道关断,使所述SiC MOSFET在关断时间内降温,并向所述SiC MOSFET的反向二极管提供感应电流。
S50:监测所述SiC MOSFET在导通瞬间和关断瞬间的结温变化,根据所述结温变化判断所述SiC MOSFET的退化状况。
在开始SiC MOSFET功率循环试验之前,先通过查找试验手册获取SiC MOSFET的沟道导通电压值,并通过测试获取SiC MOSFET的沟道关断电压值。根据SiC MOSFET的沟道关断电压值和沟道导通电压值确定在进行功率循环试验时,施加于SiC MOSFET器件的栅源电压的第一电压和第二电压。另外,在功率循环试验期间,还需要使SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移引起的结温监测不准确。
由于SiO2/SiC界面存在的俘获载流子(trapped charge carriers),在用传统的测试方法对SiC MOSFET进行测试时,会由于阈值电压VGS(th)漂移导致反向体二极管的结电压的漂移,从而导致监测到的结温出现误差。目前传统的的测试方法在实测结果上有两点表现:(1)测试的结温度会发生漂移。如,将液冷板的温度设置为40度,但是实际测出来的器件低温却只有35度。(2)测试的结温曲线出现非单调变化,本该是单调变化的结温变化曲线会因为电压的漂移从而导致出现非单调变化。
由于偏压的持续时间和大小对漂移量起着关键作用,因此,使被测的SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力可以抑制其阈值电压VGS(th)漂移,在功率循环试验期间减少阈值电压VGS(th)漂移量可以提高结温监测的准确性。通过更准确地对SiC MOSFET在功率循环试验过程中的结温进行监测,可以避免由于SiO2/SiC界面陷阱捕获/释放效应而导致的结温测试不准确的问题,从而进一步地提高对SiC MOSFET结温监测的准确性、提高可靠性评估的准确性。
在SiC MOSFET功率循环试验期间,使被测的SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力。根据沟道导通电压值,将SiC栅源电压设置为第一电压,使得SiC MOSFET的沟道导通,使SiC MOSFET在导通时间内升温。根据沟道关断电压值,将栅源电压设置为第二电压,使得SiC MOSFET的沟道关断,使SiC MOSFET在关断时间内降温。通过VSD(T)方法对SiC MOSFET的结温进行监测,即利用反向体二极管的结电压来计算结温,从而实现对SiC MOSFET在功率循环试验过程中在导通瞬间和关断瞬间的结温变化进行监测,根据所述结温变化判断SiC MOSFET的退化状况。
使用本发明提供的SiC MOSFET功率循环试验方法,通过保证在试验过程中SiCMOSFET的沟道完全关断,从而更准确地监测SiC MOSFET器件的结温变化。同时,通过减少阈值电压漂移进一步地避免由于SiO2/SiC界面陷阱捕获效应而导致的结温监测不准确的问题。
在其中一个实施例中,通过使SiC MOSFET的栅源电压、导通时间和关断时间满足应力平衡关系式,即可实现使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力的目的。
在其中一个实施例中,当栅源电压为正弦波时,所述应力平衡关系式为:
其中,ton为SiC MOSFET导通时间,toff为SiC MOSFET关断时间,Vgs为栅源电压。
在一个功率循环周期内,只要保证SiC MOSFET的栅源电压Vgs、SiC MOSFET导通时间ton和SiC MOSFET关断时间toff满足上述应力平衡关系式,即可实现使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力的目的。避免出现由于SiCMOSFET的栅源电压Vgs的周期切换引起SiO2/SiC界面陷阱捕获/释放效应导致阈值电压VGS(th)漂移,从而导致VSD(T)方法监测的结温不准确的情况,进一步提高本发明提供的功率循环试验方法中结温监测的准确性。
以上所述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。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,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 (8)
1.一种SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,包括:
确定SiC MOSFET的沟道关断电压值和沟道导通电压值;
根据所述沟道导通电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第一电压,所述第一电压使得所述SiC MOSFET的沟道导通,并向所述SiC MOSFET提供加热电流,使所述SiCMOSFET在导通时间内升温;
根据所述沟道关断电压值,将所述SiC MOSFET的栅源电压设置为第二电压,所述第二电压使得所述SiC MOSFET的沟道关断,使所述SiC MOSFET在关断时间内降温,并向所述SiCMOSFET的反向体二极管提供感应电流;
监测所述SiC MOSFET在导通瞬间和关断瞬间的结温变化,根据所述结温变化判断所述SiC MOSFET的退化状况;
所述SiC MOSFET包括反向体二极管,所述确定SiC MOSFET的沟道关断电压值,包括:
向所述SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压;
获取在不同栅源电压下所述反向体二极管导通电压与导通电流的导通特性曲线;
当所述导通特性曲线不再变化时,此时所述栅源电压的电压值为所述沟道关断电压值;
所述SiC MOSFET功率循环试验方法还包括:
在功率循环试验期间,使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移。
2.根据权利要求1所述的SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,在确定SiCMOSFET的沟道关断电压值后,所述方法还包括:
向所述SiC MOSFET施加不同电压值的栅源电压;
根据所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET结温的导数和所述栅源电压之间的关系式绘制曲线;
判断曲线的导数在所述沟道关断电压值处是否为零,以对所述沟道关断电压值进行验证。
3.根据权利要求2所述的SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET结温的导数和所述栅源电压之间的关系式为:
其中,Vgs为栅源电压,VSD(T)为反向体二极管的结电压相对于结温的函数,T为结温。
4.根据权利要求3所述SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,所述反向体二极管的结电压与所述SiC MOSFET的温度呈线性关系。
5.根据权利要求4所述的SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,所述SiC MOSFET一次导通和一次关断操作为功率循环试验的一个试验循环周期。
6.根据权利要求1所述的SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,所述在功率循环试验期间,使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力,以减少阈值电压漂移,包括:
在一个功率循环周期内使所述SiC MOSFET的栅源电压、导通时间和关断时间满足应力平衡关系式,以使所述SiC MOSFET在一个试验循环周期内经历同样的正偏压应力和负偏压应力。
7.根据权利要求6所述的SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,当栅源电压为正弦波时,所述应力平衡关系式为:
其中,ton为SiC MOSFET导通时间,toff为SiC MOSFET关断时间,Vgs为栅源电压。
8.根据权利要求1所述的SiC MOSFET功率循环试验方法,其特征在于,所述加热电流为安培级的电流;所述感应电流为毫安级的电流。
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