CN113325292B - 功率半导体器件栅氧性能参数测量电路及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

功率半导体器件栅氧性能参数测量电路及其测量方法，包括继电器模块，信号控制端，三轴直插BNC母座，同轴直插BNC母座，绝缘插座，BIAS端子，PCB板；继电器模块包括多个继电器，多个所述控制器用于与功率半导体器件的栅极、漏极和源极连接；所述信号控制端用于接收控制继电器模块中继电器通断的信号；所述绝缘插座用于固定被测功率半导体器件；BIAS端子包括BIAS+端子和BIAS‑端子，用于施加偏置电压；所述PCB板，实现上述部件之间的电信号连接。本发明能够直观分析在器件退化过程中的栅极结构参数变化，进而分析影响栅极可靠性的因素，为器件的栅极使用及结构设计提供重要的理论指导。

Description

功率半导体器件栅氧性能参数测量电路及其测量方法
技术领域
本发明属于半导体器件技术测量领域，具体涉及一种功率半导体器件栅氧性能参数测量电路及其测量方法。
背景技术
随着柔性直流输电的快速发展，对电力电子装备的高效性及可靠性也提出更高的要求。受限于材料特性，传统的硅基器件已不能满足人们的需求。近年来，碳化硅器件凭借其高温、高压、高频、低损的优势，广泛应用于开关电源，逆变器，充电桩，光伏，汽车电子等领域。然而碳化硅器件的可靠性问题一直是阻碍其进一步商业化的重要问题，且目前比较薄弱的为栅极氧化层。
高温栅偏实验（HTGB：High Temperature Gate Bias）是考察器件的栅氧可靠性最重要的测量方法。其通过给被测器件的栅极施加特定的电压，然后将其置于特定温度的高温环境（如150℃）中特定时间（如1000h），在高温栅偏应力后监测器件参数的变化程度来评估器件的栅氧可靠性。
传统的高温栅偏实验中，一般通过监测器件静态特性参数阈值电压、栅极泄漏电流等的变化来判断器件的退化状态。然而，阈值电压存在快恢复问题，若需监测瞬时的退化情况则要求有快速的测量手段，而这通过需要较为复杂的电路设计；栅极泄漏电流在器件退化过程中几乎不变，仅在器件即将失效时发生突变，不能实时反映栅氧的退化情况。而且，器件的静态参数仅能反映器件外特性的变化，无法判断器件栅氧层退化的具体结构位置，进而无法深入分析栅氧退化的原因。因此需寻找其他的监测量实现功率器件栅氧退化的准确监测。
发明内容
本发明针对同类现有技术或产品要解决的问题：增加除静态特性参数（阈值电压、栅极泄漏电流）外，能够反映功率器件栅氧退化的监测量。
本发明目的是通过控制继电器触点的开闭，实现（1）偏置电压的施加；（2）实现被测器件栅极、漏极与源极与不同测试端的接通，从而实现高温栅偏实验以及器件阈值电压V th、栅极泄漏电流I gss、栅源电容C gs、栅漏电容C gd和输入电容C iss切换测量。
本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：
功率半导体器件栅氧性能参数测量电路，包括继电器模块，信号控制端，三轴直插BNC母座，同轴直插BNC母座，绝缘插座， BIAS端子，PCB板；其特征为：
所述的继电器模块：包括多个继电器，多个所述继电器用于与功率半导体器件的栅极、漏极和源极连接；
所述信号控制端：用于接收控制继电器模块中继电器通断的信号；
所述三轴直插BNC母座：用于静态特性参数的三个端子；
所述同轴直插BNC母座：用于电容测量的两个端子；
所述绝缘插座：用于固定被测功率半导体器件；
所述BIAS端子：包括BIAS+端子和BIAS-端子，用于施加偏置电压；
所述PCB板，实现上述部件之间的电信号连接。
本发明还公开一种功率半导体器件栅氧性能参数测量电路的测量方法。
与现有技术相比，本发明所述技术方案具有以下优点：
本发明提供的一种功率半导体器件栅氧性能高温栅偏实验测量电路，相比于传统的测量电路，本电路在基础的静态IV特性参数，即阈值电压V th和泄漏电流I gss之外，增加了功率半导体器件栅源电容C gs、栅漏电容C gd以及栅极输入电容C iss的CV特性参数的测量。功率半导体器件的栅极电容CV特性参数能够反映随栅极偏置的变化，器件结构上沟道区以及外延层发生的积累、耗尽与反型情况，进而能够定位栅氧退化的具体位置从而分析影响栅极可靠性的因素，为器件的栅极使用及结构设计提供重要的理论指导。
附图说明
图1为本发明提供的一种功率半导体器件栅氧性能参数测量电路的电路原理1。
图2为本发明提供的一种功率半导体器件栅氧性能参数测量电路的电路原理图2。
图3为本发明提供的一种功率半导体器件栅氧性能参数测量电路的逻辑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图1-3，对本发明实施的一种功率半导体器件栅氧性能参数测量电路进行说明。
功率半导体器件栅氧性能参数测量电路包括：控制继电器通断的信号控制端，八个控制器件栅极、漏极和源极连接的继电器模块，三个三轴直插BNC母座，分别为HP1、HP2和GND端，两个同轴直插BNC母座，分别为CMU-HIGH端与CMU-LOW端，固定被测器件的绝缘插座，以及两个用于施加偏置电压的BIAS+端子和BIAS-端子。上述所有元件通过PCB实现电路连接。所述信号控制端分为A、B、C、I、E、F、J、H共八路信号，八路信号负极相连，正极独立；所述的八个控制器件栅极、漏极和源极连接的继电器模块，其中继电器均为TX双刀双掷继电器。继电器有八个管脚，包括一个输入端和两个输出端，输入端通过电路与信号控制端相连，包括正负极两个管脚，输出端1和2分别包括常开触点、常闭触点及公共端。所述的八个控制器件栅极、漏极和源极连接的继电器模块，八路继电器分别编号为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8，八路继电器的输入端的负极全部相连，连至信号控制端的负端，正极分别连至八路信号的正极。S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8分别与信号控制端的A、B、C、I、E、F、J、H路信号一一对应相连。
本发明的栅极偏置电压的施加利用BIAS模块实现；Vth和Igss的测量利用G-HP1、D-HP2、S-GND模块实现；Cgs的测量利用S-LOW和G-HIGH模块实现，Cgd的测量利用D-LOW和G-HIGH模块实现， Ciss的测量利用DS-LOW和G-HIGH模块实现。
测量Vth和Igss时，控制栅极与HP1信号端相连的G-HP1模块包括TX继电器S5，控制漏极与HP2信号端相连、源极与GND模块相连的D-HP2和S-GND模块均包括TX继电器S4；测量Cgs、Cgd和Ciss时，控制栅极与CMU-HIGH信号端连接的G-HIGH模块包含TX继电器S3，控制漏源极与CMU-LOW信号端、源漏极与CMU-LOW屏蔽端连接的 D-LOW和S-LOW 模块均包含TX继电器S1和S2，控制漏源极短接而后与CMU-LOW信号端连接的DS-LOW模块包括TX继电器S6和S7。
所述控制施加偏置电压的BIAS模块包括TX继电器S8和S6。TX继电器S8的输入正极管脚通过电路与信号控制端的H路正极相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；TX继电器S8的输出端1的公共端与器件的G极相连，同时与TX继电器S3的输出端1的公共端、TX继电器S5输出端2的公共端相连，输出端1的常闭触点与BIAS+端子相连。TX继电器S8的输出端2的公共端与器件的S极相连，同时与TX继电器S4的输出端1的公共端、TX继电器S1的输出端2的公共端、TX继电器S6的输出端1的公共端相连，输出端2的常闭触点与BIAS-端子相连。TX继电器S6的输入正极管脚通过电路与信号控制端的F路正极相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；TX继电器S6的输出端1的公共端与器件的S极相连，同时与TX继电器S4的输出端1的公共端、TX继电器S1的输出端2的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端相连。
所述的控制栅极与HP1信号端相连的G-HP1模块包括TX继电器S5。 S5的输入正极管脚通过电路与信号控制端的E路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；输出端2的公共端与器件的G极相连，同时也与TX继电器S3输出端1的公共端、TX继电器S8输出端1的公共端相连，输出端2的常开触点与HP1端三轴直插型BNC母座的信号端相连。
所述的控制漏极与HP2信号端相连、源极与GND模块相连的D-HP2模块和的S-GND模块均包括TX继电器S4。S4的输入正极管脚通过电路与信号控制端的I路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S4输出端1的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S1的输出端2的公共端、TX继电器S6的输出端1的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端相连，输出端1的常开触点与GND端三轴直插型BNC母座的屏蔽端相连；S4输出端2的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的常开触点、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S1的输出端1的公共端相连，输出端2的常开触点与HP2端三轴直插型BNC母座的信号端相连。
所述的控制栅极与CMU-HIGH信号端连接的G-HIGH模块包含一个TX继电器S3。S3的输入正极管脚通过电路与信号控制端的C路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；输出端1的公共端与器件的G极相连，同时也与TX继电器S8的输出端1的公共端和TX继电器S5输出端2的公共端相连，输出端1的常开触点与CMU-HIGH端直插型BNC母座的信号端相连。
所述的控制漏源极与CMU-LOW信号端、源漏极与CMU-LOW屏蔽端连接的 D-LOW和S-LOW 模块均包含TX继电器S1和TX继电器S2。TX继电器S1的输入正极管脚通过电路与信号控制端的A路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；输出端1的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的常开触点、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S4的输出端2的公共端相连，输出端1的常开触点与TX继电器S2的输出端1的公共端相连。输出端2的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端和TX继电器S4的输出端1的公共端相连，输出端2的常开触点与TX继电器S2的输出端2的公共端相连。
TX继电器S2的输入正极管脚通过电路与信号控制端的B路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；输出端1的公共端与TX继电器S1的输出端1的常开触点相连，输出端1的常闭触点与输出端2的常开触点、TX继电器S7输出端1的常开触点和CMU-LOW端同轴直插型BNC母座的信号端相连，输出端1的常开触点、输出端2的常闭触点和CMU-LOW端直插型BNC母座的屏蔽端相连。输出端2的公共端与TX继电器S1的输出端2的常开触点相连，输出端2的常开触点与输出端1的常闭触点、TX继电器S7输出端1的常开触点和CMU-LOW端直插型BNC母座的信号端相连，输出端2的常闭触点与输出端1的常开触点和CMU-LOW端直插型BNC母座的屏蔽端相连。
所述的控制控制漏源极短接而后与CMU-LOW信号端连接的DS-LOW模块包括TX继电器S6和TX继电器S7。TX继电器S6的输入正极管脚通过电路与信号控制端的F路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极管脚相连；S6的输入端1的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S4的输出端1的公共端、TX继电器S1的输出端2的公共端和TX继电器S8的输出端2的公共端相连，输入端1的常开触点与器件的D极，同时也与TX继电器S4的输出端2的公共端、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S1的输出端1的公共端相连。TX继电器S7的输入正极管脚通过电路与信号控制端的J路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极管脚相连；输出端1的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输入端1的常开触点、TX继电器S4的输出端2的公共端和TX继电器S1的输出端1的公共端相连，常开触点与TX继电器S2的输出端1的常闭触点、输出端2的常开触点和CMU-LOW端直插型BNC母座的信号端相连。
所述的用于施加偏置电压的BIAS+端子，与TX继电器S8的输出端1的常闭触点相连。
所述的用于施加偏置电压的BIAS-端子，与TX继电器S8的输出端2的常闭触点相连。
所述的HP1端三轴直插BNC母座的信号端与TX继电器S5输出端1的常开触点相连，屏蔽端与HP2端三轴直插BNC母座的屏蔽端、GND端三轴直插BNC母座的屏蔽端相连。
所述的HP2端三轴直插BNC母座的信号端与TX继电器S4输出端1的常开触点相连，屏蔽端与HP1端三轴直插BNC母座的屏蔽端、GND端三轴直插BNC母座的屏蔽端相连。
所述的GND端三轴直插BNC母座的信号端与TX继电器S4输出端2的常开触点相连，屏蔽端与HP1端三轴直插BNC母座的屏蔽端、HP2端三轴直插BNC母座的屏蔽端相连。
所述的CMU-LOW端同轴直插BNC母座的信号端与TX继电器S2输出端1的常闭触点、输出端2的常开触点和TX继电器S7输出端1的常开触点相连，屏蔽端与TX继电器S2输出端1的常闭触点、输出端2的常开触点和连接CMU-HIGH端的BNC母座的屏蔽端相连。
所述的CMU-HIGH端同轴直插BNC母座的信号端与TX继电器S3的输出端1的常开触点相连，屏蔽端与连接CMU-LOW端的同轴直插型BNC母座的屏蔽端相连。
所述的固定被测器件绝缘插座，适配于TO-247封装的功率半导体器件，可更换为其他封装结构对应插座。
功率半导体器件栅氧性能参数测量电路的控制方法及其控制原理如下，实验与测量电路的控制逻辑如图3所示：
当进行高温栅偏实验，如图3第二步所示，对待测器件施加偏置电压时，上述BAIS模块中，信号控制端的H路信号不输出高电平，使继电器S8不动作，继电器S8的输出端1的常闭触点和输出端2的常闭触点闭合，从而使器件G极与BIAS+端子相连，器件S极与BIAS-端子相连。信号控制端的F路信号输出高电平，使继电器S6动作，实现器件的D极和S极短接。实验所需的高温环境，可以通过加热台为待测器件提供。
当测量器件的阈值电压V th和泄漏电流I gss时：
1、当测量阈值电压V th时，需要在器件的漏源极施加一定电压给器件导通提供条件，同时，器件栅压从低于阈值电压的值以一定步长增加至高于阈值电压的值，在此过程中器件漏极电流逐渐增加。当漏电流增加到设定值时，器件视为已导通，对应的栅压即为阈值电压V th。以C2M0080120D器件为例，测量阈值电压时，器件漏源极施加10V电压，器件栅压从0V以100mV的步长增加至5V，当漏电流达到5mA时，对应的栅压即为阈值电压。为实现阈值电压的测量，需对器件栅源极与器件漏源极施加电压，即器件G极连接HP1接口，器件D极连接HP2接口，器件S极连接GND接口，通过安捷伦B1505A功率器件分析仪内部功能实现测量条件。
2、当测量栅极泄漏电流I gss时，需要将器件漏源极短接，器件栅源极电压从0V以一定步长增加至某一限值，测得的栅电流即为栅极泄漏电流I gss。以C2M0080120D器件为例，其Datasheet规定，当器件栅压为20V时，栅极电流极限为250nA。测量栅极泄漏电流时，器件漏源极短接，器件栅压从0V以100mV的步长增加，直至器件栅压为20V时对应的栅极电流即为栅极泄漏电流Igss。为实现I gss测量，需对器件栅源极施加电压，同时将漏源极短接，因此将器件G极连接HP1接口，器件D极连接HP2接口，器件S极连接GND接口，漏极连接的HP2模块电压设为0V以实现漏源极短接，通过安捷伦B1505A功率器件分析仪内部功能实现测量。
因此，如图3第三步所示，上述G-HP1模块中，信号控制端的I路信号输出高电平，从而使继电器S5动作。继电器S5的输出端2的常开触点闭合，从而使待测器件的G极与HP1端BNC端子的信号端相连。上述D-HP2和S-GND模块中，信号控制端的E路信号输出高电平，从而使继电器S4动作。继电器S4的输出端2的常开触点闭合，从而使待测器件D极与HP2端BNC端子的信号端相连。继电器S4的输出端1的常开触点闭合，从而使待测器件的S极与GND端BNC端子的屏蔽端相连。
当测量器件的栅极电容C gd、C gs及C iss时：
当使用安捷伦B1505A功率器件分析仪测试器件的电容时，以C2M0080120D器件为例，当测量Cgd时，在器件G极与D极施加交流小信号电压源30mV，测试频率为100kHz，S极接屏蔽端，同时在G极施加直流偏置电压，大小从-10V到10V，步长100mV，测量流过器件的电流，通过运算得到器件的电容。因此，如图3第四步左一所示，上述D-LOW模块中，信号控制端的A路信号输出高电平，从而使继电器S1动作。继电器S1的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件的D极和继电器S2的输出端1的公共端相连。继电器S1的输出端2的常开触点闭合，从而使得待测器件的S极和继电器S2的输出端2的公共端相连。信号控制端的B路信号不输出高电平，从而使继电器S2不动作。继电器S2的输出端1的常闭触点闭合，从而使得待测器件的D极与CMU-LOW端BNC端子的信号端相连，输出端2的常闭触点闭合，从而使得待测器件的S极与CMU-LOW端BNC端子的屏蔽端相连。上述G-HIGH模块中，信号控制端的C路信号输出高电平，从而使继电器S3动作。继电器S3的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件G极与CMU-HIGH端BNC端子的信号端相连。
当测量器件的栅极分离电容C gs时，当测量Cgs时，在器件G极与S极施加交流小信号电压源30mV，测试频率为100kHz，D极接屏蔽端，同时在D极施加直流偏置电压，大小从-10V到10V，步长100mV，测量流过器件的电流，通过运算得到器件的电容。因此，如图3第四步左二所示，上述D-LOW模块中，信号控制端的A路信号输出高电平，从而使继电器S1动作。继电器S1的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件的D极和继电器S2的输出端1的公共端相连。继电器S1的输出端2的常开触点闭合，从而使得待测器件的S极和继电器S2的输出端2的公共端相连。信号控制端的B路信号输出高电平，从而使继电器S2动作。继电器S2的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件的S极与CMU-LOW端BNC端子的信号端相连，输出端2的常开触点闭合，从而使得待测器件的D极与CMU-LOW端BNC端子的屏蔽端相连。上述G-HIGH模块中，信号控制端的C路信号输出高电平，从而使继电器S3动作。继电器S3的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件G极与CMU-HIGH端BNC端子的信号端相连。
测量器件的输入电容C iss时，当测量Ciss时，将器件的D极与S极相连，在器件G极与D极施加交流小信号电压源30mV，测试频率为100kHz，同时在S极施加直流偏置电压，大小从-10V到10V，步长100mV，测量流过器件的电流，通过运算得到器件的电容。因此，如图3第四步右一所示，上述DS-LOW模块中，信号控制端的F路信号输出高电平，从而使继电器S6动作。继电器S6的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件的D极和S极相连。信号控制端的J路信号输出高电平，从而使继电器S7动作。继电器S7的输出端1的常开触点闭合，从而使待测器件的D极、S极和CMU-HIGH端BNC端子的信号端相连。上述G-HIGH模块中，信号控制端的C路信号输出高电平，从而使继电器S3动作。继电器S3的输出端1的常开触点闭合，从而使得待测器件G极与CMU-HIGH端BNC端子的信号端相连。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而为脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.功率半导体器件栅氧性能参数测量电路，包括继电器模块，信号控制端，三轴直插BNC母座，同轴直插BNC母座，绝缘插座，BIAS端子，PCB板；其特征为：
所述的继电器模块：包括多个继电器，多个所述继电器用于与功率半导体器件的栅极、漏极和源极连接；
所述信号控制端：用于接收控制继电器模块中继电器通断的信号；
所述三轴直插BNC母座：用于静态特性参数的三个端子；
所述同轴直插BNC母座：用于电容测量的两个端子；
所述绝缘插座：用于固定被测功率半导体器件；
所述BIAS端子：包括BIAS+端子和BIAS-端子，用于施加偏置电压；
所述PCB板，实现上述部件之间的电信号连接；所述的继电器模块包括八个TX双刀双掷继电器；每个所述继电器包括一个输入端和两个输出端，所述输入端通过电路与信号控制端相连，所述输出端设置常开触点、常闭触点及公共端；八个继电器的输入端的负极全部相连并连至信号控制端的负端；八个所述继电器分别编号为S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8，分别与信号控制端的A、B、C、I、E、F、J、H路信号一一对应相连；所述信号控制端八路信号的负极相连，正极独立；该测量电路包括用于功率半导体器件高温栅偏测量电路、功率半导体器件阈值电压Vth和泄漏电流Igss的测量电路、功率半导体器件栅源电容Cgs测量电路、Cgd的测量电路以及Ciss的测量电路；所述功率半导体器件高温栅偏测量电路采用BIAS模块实现；所述BIAS模块包括TX继电器S8和S6；TX继电器S8的输入正极管脚通过电路与信号控制端的H路正极相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；TX继电器S8的输出端1的公共端与器件的G极相连，同时与TX继电器S3的输出端1的公共端、TX继电器S5输出端2的公共端相连，TX继电器S8输出端1的常闭触点与BIAS+端子相连；TX继电器S8的输出端2的公共端与器件的S极相连，同时与TX继电器S4的输出端1的公共端、TX继电器S1的输出端2的公共端、TX继电器S6的输出端1的公共端相连，TX继电器S8输出端2的常闭触点与BIAS-端子相连；TX继电器S6的输入正极管脚通过电路与信号控制端的F路正极相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；TX继电器S6的输出端1的公共端与功率半导体器件的S极相连，同时与TX继电器S4的输出端1的公共端、TX继电器S1的输出端2的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端相连。
2.根据权利要求1所述的功率半导体器件栅氧性能参数测量电路，其特征为：所述功率半导体器件阈值电压Vth和泄漏电流Igss的测量电路通过G-HP1、D-HP2、S-GND模块实现；所述G-HP1模块包括TX继电器S5；TX继电器S5的输入正极管脚通过电路与信号控制端的E路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；TX继电器S5输出端2的公共端与功率半导体器件的G极相连，同时也与TX继电器S3输出端1的公共端、TX继电器S8输出端1的公共端相连，TX继电器S5输出端2的常开触点与三轴直插型BNC母座的信号端HP1端相连；
所述D-HP2模块和的S-GND模块均包括TX继电器S4；S4的输入正极管脚通过电路与信号控制端的I路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S4输出端1的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S1的输出端2的公共端、TX继电器S6的输出端1的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端相连；S4输出端1的常开触点与三轴直插型BNC母座的屏蔽端相连；S4输出端2的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的常开触点、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S1的输出端1的公共端相连；S4输出端2的常开触点与三轴直插型BNC母座的信号端HP2端相连。
3.根据权利要求1所述的功率半导体器件栅氧性能参数测量电路，其特征为：
功率半导体器件栅源电容Cgs测量电路利用G-HIGH模块和S-LOW模块实现，所述G-HIGH模块包含一个TX继电器S3；S3的输入正极管脚通过电路与信号控制端的C路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S3输出端1的公共端与器件的G极相连，同时也与TX继电器S8的输出端1的公共端和TX继电器S5输出端2的公共端相连，S3输出端1的常开触点与直插型BNC母座的信号端CMU-HIGH端相连；
所述S-LOW模块包括TX继电器S1和TX继电器S2；TX继电器S1的输入正极管脚通过电路与信号控制端的A路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S1输出端1的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的常开触点、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S4的输出端2的公共端相连，S1输出端1的常开触点与TX继电器S2的输出端1的公共端相连；S1输出端2的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端和TX继电器S4的输出端1的公共端相连，S1输出端2的常开触点与TX继电器S2的输出端2的公共端相连。
4.根据权利要求1所述的功率半导体器件栅氧性能参数测量电路，其特征为：
功率半导体器件栅漏电容Cgd测量电路利用G-HIGH模块和D-LOW模块实现，所述G-HIGH模块包含一个TX继电器S3；S3的输入正极管脚通过电路与信号控制端的C路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S3输出端1的公共端与器件的G极相连，同时也与TX继电器S8的输出端1的公共端和TX继电器S5输出端2的公共端相连，S3输出端1的常开触点与直插型BNC母座的信号端CMU-HIGH端相连；
所述D-LOW模块包括TX继电器S1和TX继电器S2；TX继电器S1的输入正极管脚通过电路与信号控制端的A路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S1输出端1的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的常开触点、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S4的输出端2的公共端相连，S1输出端1的常开触点与TX继电器S2的输出端1的公共端相连；S1输出端2的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S6的输出端1的公共端、TX继电器S8的输出端2的公共端和TX继电器S4的输出端1的公共端相连，S1输出端2的常开触点与TX继电器S2的输出端2的公共端相连。
5.根据权利要求1所述的功率半导体器件栅氧性能参数测量电路，其特征为：所述栅极输入电容Ciss的测量电路利用G-HIGH和DS-LOW模块实现；所述G-HIGH模块包含一个TX继电器S3；S3的输入正极管脚通过电路与信号控制端的C路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极相连；S3输出端1的公共端与器件的G极相连，同时也与TX继电器S8的输出端1的公共端和TX继电器S5输出端2的公共端相连，S3输出端1的常开触点与直插型BNC母座的信号端CMU-HIGH端相连；
所述DS-LOW模块包含TX继电器S6和TX继电器S7；TX继电器S6的输入正极管脚通过电路与信号控制端的F路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极管脚相连；S6的输入端1的公共端与器件的S极相连，同时也与TX继电器S4的输出端1的公共端、TX继电器S1的输出端2的公共端和TX继电器S8的输出端2的公共端相连，输入端1的常开触点与器件的D极，同时也与TX继电器S4的输出端2的公共端、TX继电器S7的输出端1的公共端和TX继电器S1的输出端1的公共端相连；TX继电器S7的输入正极管脚通过电路与信号控制端的J路信号相连，输入负极管脚与信号控制端的负极管脚相连；输出端1的公共端与器件的D极相连，同时也与TX继电器S6的输入端1的常开触点、TX继电器S4的输出端2的公共端和TX继电器S1的输出端1的公共端相连，常开触点与TX继电器S2的输出端1的常闭触点、输出端2的常开触点和CMU-LOW端直插型BNC母座的信号端相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0917196A (ja) * 1995-06-30 1997-01-17 Nec Corp テストモード設定回路
JP2003297932A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Toshiba Corp 半導体装置
CN102680884B (zh) * 2012-05-18 2014-07-30 北京大学 用于测量大规模阵列器件特性的电路
CN209014700U (zh) * 2018-11-02 2019-06-21 贵州振华群英电器有限公司（国营第八九一厂） 三相电源缺相保护继电器测试装置
CN109782147A (zh) * 2018-12-26 2019-05-21 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种碳化硅mosfet高温栅偏测试方法
CN112540280A (zh) * 2020-12-29 2021-03-23 华北电力大学 一种功率半导体器件的测试夹具及测试方法
CN113064042B (zh) * 2021-02-01 2022-02-08 北京交通大学 一种功率半导体器件的结温提取方法

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