CN113311305A - 功率半导体器件测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率半导体器件测试系统，包括数据采集模块，数据预处理模块，信号放大模块，DC‑DC转换模块，主控MCU模块，切换模块，电流测试模块，电压测试模块，功率测试模块；所述数据采集模块通过数据预处理模块将电源信息输入至该信号放大模块；所述信号转换放大模块将放大信号通过DC‑DC转换模块输入至该主控MCU模块；所述主控MCU模块通过切换模块分别控制电流测试模块、电压测试模块、功率测试模块。本发明在于提供一种智能化程度高，测试精准，结构合理，成本较低，功能多样，可靠性强的一种功率半导体器件测试系统。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件测试技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件测试系统。
背景技术
与集成电路的工艺复杂度相比较，功率半导体器件工艺步骤相对较少，并且工艺精度相对要求较低，因此，国内大力发展功率半导体器件。随着功率半导体产业不断走高，同时也带来了测试设备市场的强大需求。目前国内几大半导体厂商公司仍然大量依赖国外的测试设备，面对日益庞大的功率半导体市场，为了不像芯片一样再次被某些发达国家限制，为了摆脱测试设备的进口依赖，测试设备的国产替代显得尤为重要。
功率半导体测试分析是功率半导体设计、制造、封装的重要核心测试设备，解决国产替代的进程将有利于我国本土功率半导体产业的快速发展，只有功率半导体测试设备生产水平提高了才能和功率半导体厂商相结合推动我国功率半导体产业的快速发展。功率半导体产业的发展需要电子科学与技术相关高校、科研院所提供技术人才，通过不断的进行实验验证，才能设计出稳定的电路系统与功率器件，达到功率半导体器件的技术要求。
然而，国外的半导体功率器件测试仪器价格昂贵，采购及维护周期长，国内搭建的测试平台也相对较为陈旧与笨重，测试精度不高。
中国专利申请号为：201920273272.7，申请日是:2019年03月05日，公开日是：2019年12月06日，专利名称为：功率半导体器件功率循环测试系统，该发明公开了一种智功率半导体器件功率循环测试系统，设有控制电路及由控制电路控制的稳压电源、制冷装置及被测器件驱动电路；所述稳压电源的输出分别与多个检测支路相接；所述检测支路设有与稳压电源相接的检流电阻，与检测电阻串联有由控制电路控制开断的低阻开关器件，与低阻开关器件并联有分压电阻，所述检流电阻两端与模拟信号选择电路相接，模拟信号选择电路的输出与电压信号采集电路相接；所述电压信号采集电路的输出与控制电路相接；测试时，所述被测器件驱动电路与被测器件栅极相接，所述低阻开关器件与被测器件相串联，所述模拟信号选择电路亦接于被测器件源极与漏极之间。
上述专利文献公开了一种功率半导体器件功率循环测试系统，但是该专利系统测试不够准确，功能单一，成本较高，不能满足市场需求。
发明内容
有鉴于此，本发明在于提供一种智能化程度高，测试精准，结构合理，成本较低，功能多样，可靠性强的一种功率半导体器件测试系统。
为了实现本发明目的，可以采取以下技术方案：
一种功率半导体器件测试系统，包括数据采集模块，数据预处理模块，信号放大模块，DC-DC转换模块，主控MCU模块，切换模块，电流测试模块，电压测试模块，功率测试模块；
所述数据采集模块，用于采集输入电源信息；所述数据预处理模块，用于对采集信息预先处理；所述信号放大模块，用于对信号放大，所述 DC-DC转换模块，用于直流电压转换；所述主控MCU模块，用于控制分析信号信息；所述切换模块，用于控制切换测试信号；所述电流测试模块，用于测试电流信号；所述电压测试模块，用于测试电压信号；所述功率测试信号，用于测试功率信号；
所述数据采集模块通过数据预处理模块将电源信息输入至该信号放大模块，所述信号放大模块将放大信号通过DC-DC转换模块输入至该主控 MCU模块；所述主控MCU模块通过切换模块分别控制电流测试模块、电压测试模块、功率测试模块。
可选地，所述信号放大模块包括多档位电流放大器，该多档位电流放大器用于放大电流信号。
可选地，所述信号放大模块包括高压线性放大器，该高压线性放大器用于线性放大高压信号。
可选地，所述电流测试模块包括微电流测试模块和大电流测试模块。
可选地，所述电流测试模块包括电流保护电路，该电流保护电路用于保护电流测试模块进行电流测试。
可选地，所述电压测试模块包括中低电压测试模块和高电压测试模块。
可选地，所述电压测试模块包括电压保护电路，该电压保护电路用于保护电压测试模块进行电压测试。
可选地，所述主控MCU模块包括参数校正模块，该参数校正模块用于校正测试参数。
可选地，所述主控MCU模块包括显示模块，该显示模块用于显示测试信息。
可选地，所述主控MCU模块包括存储模块，该存储模块用于存储测试信息。
本发明提供的技术方案的有益效果是:1)本发明通过数据采集模块采集电源信息输入至该主控MCU模块处理分析电源信息，可以准确地测试各种电流和各种电压、功率参数，并且控制该系统更加便捷；2)本发明功能多样，保证了测试电流和电压参数的稳定性和可靠性，大大提高了给功率半导体器件测试系统的使用寿命；3)本发明适用场所广泛，成本较低，结构合理，是现有技术的一次升级改进。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例功率半导体器件测试系统的结构示意图；
图2为本发明实施例功率半导体器件测试系统电流保护电路的结构示意图；
图3为本发明实施例功率半导体器件测试系统电压保护电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对发明作进一步详细的说明。
实施例1
参看图1，该一种功率半导体器件测试系统，包括数据采集模块1，数据预处理模块2，信号放大模块3，DC-DC转换模块4，主控MCU模块 5，切换模块6，电流测试模块7，电压测试模块8，功率测试模块9；
所述数据采集模块1，用于采集输入电源信息；所述数据预处理模块 2，用于对采集信息预先处理；所述信号放大模块3，用于对信号放大；所述DC-DC转换模块4，用于直流电压转换；所述主控MCU模块5，用于控制分析信号信息；所述切换模块6，用于控制切换测试信号；所述电流测试模块7，用于测试电流信号；所述电压测试模块8，用于测试电压信号；所述功率测试信号9，用于测试功率信号；
所述数据采集模块1通过数据预处理模块2将电源信息输入至该信号放大模块3，所述信号放大模块3将放大信号通过DC-DC转换模块4输入至该主控MCU模块5；所述主控MCU模块5通过切换模块6分别控制电流测试模块7、电压测试模块8、功率测试模块9。
优选地，所述主控MCU模块5为型号LT3599芯片。
本实施例中，所述数据采集模块1将采集的电源信号通过数据预处理模块2进行预处理，然后通过信号放大模块3和DC-DC转换模块4将电源信息输入至所述该主控MCU模块5；通过该主控MCU模块5分别控制电流测试模块7、电压测试模块8、功率测试模块9进行测试，这样不仅测试准确率高，而且更加可靠，结构相对来说比价简单，成本也比较低。
本实施例中，优选地，所述信号放大模块3包括多档位电流放大器31，该多档位电流放大器31用于放大电流信号。
所述多档位电流放大器31可以通过多档位控制所述电流测试模块7 进行测试。
本实施例中，优选地，所述信号放大模块3包括高压线性放大器32，该高压线性放大器32用于线性放大高压信号。
所述高压线性放大器32可以通过线性放大高压信号控制电压测试模块8进行高压测试。
本实施例中，所述电流测试模块7包括微电流测试模块71和大电流测试模块72。通过该微电流测试模块71和大电流测试模块72测试电流参数，这样，得出的电流参数更加准确，稳定，可靠。
本实施例，优选地，所述微电流测试模块71还包括微电流放大模块 74，该微电流放大模块74用于对微电流信号进行放大，使微电流测试模块71测试微电流更加准确。
本实施例，优选地，所述电流测试模块7包括电流保护电路73，该电流保护电路73用于保护电流测试模块7进行电流测试。
当然，该电流保护电路73也用于保护该微电流测试模块71和大电流测试模块72进行电流测试。
本实施例中，所述电压测试模块8包括中低电压测试模块81和高电压测试模块82。通过该中低电压测试模块81和高电压测试模块82进行电压测试，得到的电压参数更加准确，稳定，可靠。
本实施例，优选地，所述电压测试模块8包括电压保护电路83，该电压保护电路83用于保护电压测试模块进行电压测试。
所述电压保护电路83也用于保护该中低电压测试模块81和高电压测试模块82进行电压测试。
本实施例，优选地，所述主控MCU模块5还包括参数校正模块51，该参数校正模块51用于校正测试参数。所述参数校正模块51对测试的各类参数进行校正，使测试值更加准确。
优选地，所述参数校正模块51还包括告警模块54，该告警模块54当本系统测试出现问题，该参数校正模块51无法校正测试参数，该告警模块54发出告警信息，提醒工作人员及时处理，维护正常测试工作。
本实施例，优选地，所述主控MCU模块5包括显示模块52，该显示模块52用于显示测试信息。
所述显示模块52通过主控MCU模块5控制可以显示各种测试参数和各种测试信息，大大方便了测试人员及时了解测试信息。
优选地，所述主控MCU模块5包括存储模块53，该存储模块53用于存储测试信息。
实施例2
参看图2，图3，与上述实施例的不同之处在于，所述电流保护电路 73还包括过流保护电路731、过载保护电路732，过热保护电路733；通过该过流保护电路731、过载保护电路732，过热保护电路733对电流测试模块7的保护，使电流测试工作更加稳定可靠。
本实施例，优选地，所述电压保护电路83还包括过压保护电路831、过载保护电路832，过热保护电路833；通过该过压保护电路831、过载保护电路832，过热保护电路833对电压测试模块8的保护，使电压测试工作更加稳定可靠。
本发明通过研究高精度大电流发生技术，实现大量程范围内输出电流的高精度受控输出，并有效解决开关电源对控制电路的各种干扰问题，满足试验对注入电流进行高精度连续调节的要求。
在各种电器设备中，电磁干扰的问题普遍存在，并且，在对功率半导体进行高压大电流测试时，主要存在有试验电流的准确控制及功率半导体开关过程中产生的尖峰电压防范问题。试验电流如果过大会导致功率半导体器件损坏，电流不足则达不到测试要求，功率半导体在开断过程中产生的尖峰电压也会使功率半导体器件损坏。
因此，通过不断改进技术方案，采用高效率低噪声多级隔离技术，有效减小开关电源对控制电路的电磁干扰，为实现高精度大电流输出创造了条件。利用多模块并联及闭环控制技术实现了大量程范围内输出电流的高精度受控输出，满足试验对注入电流进行高精度连续调节的要求。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种功率半导体器件测试系统，其特征在于：包括数据采集模块，数据预处理模块，信号放大模块，DC-DC转换模块，主控MCU模块，切换模块，电流测试模块，电压测试模块，功率测试模块；
所述数据采集模块，用于采集输入电源信息；所述数据预处理模块，用于对采集信息预先处理；所述信号放大模块，用于对信号放大；所述DC-DC转换模块，用于直流电压转换；所述主控MCU模块，用于控制分析信号信息；所述切换模块，用于控制切换测试信号；所述电流测试模块，用于测试电流信号；所述电压测试模块，用于测试电压信号；所述功率测试信号，用于测试功率信号；
所述数据采集模块通过数据预处理模块将电源信息输入至该信号放大模块；所述信号放大模块将放大信号通过DC-DC转换模块输入至该主控MCU模块；所述主控MCU模块通过切换模块分别控制电流测试模块、电压测试模块、功率测试模块。
2.根据权利要求1所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述信号放大模块包括多档位电流放大器，该多档位电流放大器用于放大电流信号。
3.根据权利要求2所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述信号放大模块包括高压线性放大器，该高压线性放大器用于线性放大高压信号。
4.根据权利要求1所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述电流测试模块包括微电流测试模块和大电流测试模块。
5.根据权利要求4所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述电流测试模块包括电流保护电路，该电流保护电路用于保护电流测试模块进行电流测试。
6.根据权利要求1所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述电压测试模块包括中低电压测试模块和高电压测试模块。
7.根据权利要求6所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述电压测试模块包括电压保护电路，该电压保护电路用于保护电压测试模块进行电压测试。
8.根据权利要求1所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述主控MCU模块包括参数校正模块，该参数校正模块用于校正测试参数。
9.根据权利要求1所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述主控MCU模块包括显示模块，该显示模块用于显示测试信息。
10.根据权利要求1所述功率半导体器件测试系统，其特征在于：所述主控MCU模块包括存储模块，该存储模块用于存储测试信息。
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