CN114646809A - 一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路及测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于集成电路测试领域，具体提供了一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路及测试方法。该测试电路包括驱动支路、高压开关支路、电流源支路和电压测量支路；其中，所述电流源支路包括充放电子支路。所述驱动支路，连接于被测氮化镓功率器件的栅极；所述高压开关支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极；所述电流源支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极；所述电压测量支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极。基于本发明提供的技术方案，可以提高氮化镓功率器件动态电阻测试时电流的建立速度，更有利于检出氮化镓功率器件的问题。

Description

一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路及测试方法

技术领域

本发明涉及电力电子领域，特别是指一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路及测试方法。

背景技术

作为第三代半导体器件的代表，氮化镓(GaN)器件凭借着禁带宽度大、导热率高、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等优势，使其在电力电子领域占据着重要地位。随着氮化镓功率器件的应用越来越广泛，对于氮化镓功率器件的测量也变得越来越重要。

氮化镓功率器件的动态测试主要是指氮化镓功率在动态工作情况下对其动态电阻的测试。氮化镓功率器件在进行动态测试时，由于高压应力的作用，会激发电流崩塌效应，表现为氮化镓功率器件在开与关的过程中，关闭时的高压应力会使器件在开启后的导通电阻值动态变化，从器件的关闭到开通的过程中，漏极电压会从数百伏下降到数百毫伏。因此，这就要求从关闭到开通的切换速度越快越好，即氮化镓功率器件电流的建立速度越快越好，但是现有技术中的测试电路中氮化镓功率器件的电流建立速度往往在几十微妙甚至更长时间，这样一来便不能满足氮化镓功率器件动态电阻的测试要求。

发明内容

鉴于现有技术的以上问题，本发明提供一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路，使在氮化镓功率器件动态电阻测试时，提高氮化镓功率器件导通时电流的建立速度。

为达到上述目的，本发明第一方面提供一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路，包括：驱动支路、高压开关支路、电流源支路和电压测量支路；其中，所述电流源支路包括充放电子支路；所述驱动支路，连接于被测氮化镓功率器件的栅极和源极，用于驱动所述被测氮化镓功率器件栅极的导通或关断；所述高压开关支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极，用于当所述高压开关支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通时，向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供高压；所述电流源支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极，用于当所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接关断时，向所述充放电子支路充电；还用于当所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通时，通过所述充放电子支路向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流；所述电压测量支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极，用于测量所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间的电压。

由上，在本申请提供的氮化镓功率器件动态电阻的测试电路中，通过在电流源支路中设置充放电子支路，使得待测氮化镓功率器件导通时，通过充放电子支路来为待测氮化镓功率器件供电，从而大幅提高氮化镓功率器件电流的建立速度。具体的，基于本申请提供的测试电路，实现了比利用电流源直接为氮化镓功率器件供电的电流建立速度提高十多倍。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述高压开关支路包括：依次串联的高压源、第一开关和第一电阻；其中，所述高压源的低端连接所述被测氮化镓功率器件的源极，所述第一电阻中远离所述第一开关的一端连接所述被测氮化镓功率器件的漏极。

由上，该高压源可以提供不高于1000V的电压，第一开关可以为MOS开关，第一电阻用来实现从高压到低压切换时，实现高压源电流的钳位。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述电流源支路包括：充放电子支路和隔离开关子支路；所述充放电子支路包括环路连接的电流源、电感和续流电路；所述电流源的高端连接于所述电感的一端，所述电流源的低端连接于所述续流电路的一端，且所述电流源的低端连接于所述被测氮化镓功率器件的源极；所述隔离开关子支路的一端连接于所述被测氮化镓功率器件的漏极，所述隔离开关子支路的另一端连接于所述电感和所述续流电路的连接点处。

由上，在电流源支路与待测氮化镓功率器件的连接关断时，通过电流源为续流电路充电；在电流源支路与待测氮化镓功率器件的连接导通时，续流电路放电为待测氮化镓功率器件提供电流，从而使待测氮化镓功率器件源极和漏极间的电流快速建立。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述续流电路包括：由二极管组成的电路；或者由电阻组成的电路；或者由二极管与电阻混合组成的电路。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述隔离开关子支路包括：由二极管组成的隔离开关子支路；或者由功率器件组成的隔离开关子支路；或者由继电器组成的隔离开关子支路；或者由二极管和继电器组成的隔离开关子支路。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述电压测量支路包括：串联的钳位电路和电压表；所述钳位电路用于对所述被测氮化镓功率器件的漏极的高压进行钳位；其中，所述钳位电路中远离所述电压表的一端连接于所述被测氮化镓功率器件的漏极，所述电压表中远离所述钳位电路的一端连接于所述被测氮化镓功率器件的源极。

由上，该电压测量支路为高精度电压测量支路，用于采集氮化镓功率器件的漏极和源极之间的电压。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述驱动支路、所述高压开关支路和所述电压测量支路为可同步程控的支路。

本申请第二方面提供一种氮化镓功率器件动态电阻的测试方法，包括：通过预设控制时序控制驱动支路和高压开关支路的导通或关断；其中，所述驱动支路与所述高压开关支路不同时导通；在所述驱动支路导通的情况下，控制电流源支路导通并通过电流源支路中的电感向被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流；利用所述电流源支路中的电流源测量获得所述电感所提供电流的实测值，并利用电压测量支路测量获得所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间电压的实测值；根据所述电流的实测值和所述电压的实测值确定所述被测氮化镓功率器件的动态电阻值。

由上，利用本方面提供的测试方法并基于第一方面提供的测试电路进行氮化镓功率器件动态电阻的测试，有利于检测出氮化镓功率器件的故障，从而能够有效保证面世的氮化镓功率器件的性能。

作为第二方面一种可能的实现方式，所述预设控制时序包括：所述预设控制时序包括：双脉冲控制时序或者多脉冲控制时序；其中，所述多脉冲控制时序的脉冲数量大于2。

作为第二方面一种可能的实现方式，所述双脉冲控制时序包括：控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流，持续时间为T1；待所述驱动支路关断时，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接关断且使所述电流源支路中的电流源向所述电感充电，并控制所述高压开关支路向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供高压，持续时间为T2；待所述高压开关支路关断时，控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流，持续时间为T3。

作为第二方面一种可能的实现方式，所述多脉冲控制时序包括多个重复的脉冲控制序列；其中，一个脉冲控制序列包括：控制所述高压开关支路向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供高压，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接关断且使所述电流源支路中的电流源向所述电感充电，持续时间为T2；待所述高压开关支路关断时，控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供电流，持续时间为T3。

作为第二方面一种可能的实现方式，在施加所述多脉冲控制时序之前，还包括：控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流，持续时间为T1。

作为第二方面一种可能的实现方式，还包括：获取所述T1时间段内所述被测氮化镓功率器件的第一动态电阻值；获取所述控制时序最后一个脉冲中所述T3时间段内所述被测氮化镓功率器件的第二动态电阻值；根据所述第一动态电阻值和所述第二动态电阻值确定所述被测氮化镓功率器件是否故障。

由上，正常的氮化镓功率器件在低压状态下其导通的电阻较小，因此流过漏极和源极的电流较大。当给氮化镓功率器件施加一段时间的高压后，再将其切换为低压，氮化镓功率器件的导通电阻会变大，再次切换为低压，其导通电阻再次变小，通过比较两次低压状态下氮化镓功率器件导通电阻的大小差值，可以判定氮化镓功率器件为正常或者故障。

本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为本发明实施例提供的氮化镓功率器件动态电阻测试电路的电路结构图；

图2a为本发明实施例提供的一种续流电路的电路结构图；

图2b为本发明实施例提供的另一种续流电路的电路结构图；

图2c为本发明实施例提供的再一种续流电路的电路结构图；

图3a为本发明实施例提供的一种隔离开关子支路的电路结构图；

图3b为本发明实施例提供的一种隔离开关子支路的电路结构图；

图3c为本发明实施例提供的一种隔离开关子支路的电路结构图；

图3d为本发明实施例提供的一种隔离开关子支路的电路结构图；

图3e为本发明实施例提供的一种隔离开关子支路的电路结构图；

图4为本发明实施例提供的一种钳位电路的电路结构图；

图5为本发明实施例提供的一种氮化镓功率器件动态电阻的测试方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的双脉冲控制时序的时序图；

图7为本发明实施例提供的多脉冲控制时序的时序图。

具体实施方式

说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。

本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。

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。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

下面参见各图，对本申请实施例提供的一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路进行详细说明。

如图1所示，为申请实施例提供的氮化镓功率器件动态电阻测试电路的电路结构图。在本实施例中，该测试电路包括驱动支路110、高压开关支路120、电流源支路130以及电压测量支路140。其中，驱动支路110连接于被测氮化镓功率器件Q的栅极G和源极S。高压开关支路120并联于被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S。电流源支路130并联于被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S。电压测量支路140并联于被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S。下面依次详细介绍各个支路。

驱动支路110可以为可同步程控的高速驱动器。通过向该高速驱动器施加同步控制信号1(即控制脉冲Vgs)来控制该驱动器的导通或者关断。当该驱动器为导通状态时，利用该驱动器驱动被测氮化镓功率器件Q栅极导通；当该驱动器为关断状态时，则驱动支路110不工作，此时氮化镓功率器件Q的栅极也为关断状态。

高压开关支路120包括高压源HVI、第一开关K1和第一电阻R1。所述高压源HVI、所述第一开关K1和所述第一电阻R1依次串联。如图1所示，高压源HVI的高端连接第一开关K1的第一端，高压源HVI的低端连接被测氮化镓功率器件Q的源极S，第一开关K1的第二端连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接被测氮化镓功率器件Q的漏极D。通过上述连接关系可知，第一电阻R1的第一端为与第一开关K1连接的一端，而第一电阻R1的第二端则为远离第一开关K1的一端。

在本实施例中，高压源HVI所提供的电压一般不高于1000V。

在本实施例中，第一开关K1可以为MOS开关，通过向第一开关K1施加同步控制信号2(即控制脉冲Vds)来控制高压开关支路120的导通或者关断。当第一开关K1导通时，即高压开关支路120与被测氮化镓功率器件Q连接导通，此时通过该高压开关支路120向被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供高压。

在本实施例中，第一电阻R1的阻值可以为1000欧姆，用于从高压到低压切换时实现高压源HVI的电流钳位。

电流源支路130包括充放电子支路131和隔离开关子支路132。

其中，充放电子支路131包括环路连接的电流源FPVI、电感L和续流电路。具体为：电流源FPVI的高端连接电感L的第一端，电感L的第二端连接续流电路的第一端，续流电路的第二端连接电流源FPVI的低端。其中，电流源FPVI的低端还连接于被测氮化镓功率器件Q的源极S。隔离开关子支路132的一端连接于被测氮化镓功率器件Q的漏极D，隔离开关子支路132的另一端连接于电感L与续流电路的连接点处，即电感L的第二端(也即续流电路的第一端)。

在本实施例中，电流源FPVI所提供的电流范围不高于10A。

作为一种可选的实现方式，续流电路可以由二极管组成，二极管的数量可以为一个或者多个。图2a示出的为多个二极管串(D1～Dx)联组成的续流电路。

作为另外一种可选的实现方式，续流电路可以由电阻组成，电阻的数量可以为一个或者多个。图2b示出的为多个电阻(R1～Rx)串联组成的续流电路。

作为再一种可选的实现方式，续流电路可以由二极管和电阻混合组成，二极管和电阻各自的数量可以为一个，也可以为多个。图2c示出的为多个二极管(D1～Dx)和多个电阻(R1～Rx)混合串联组成的续流电路，在该续流电路中，一个二极管紧邻一个电阻。

应理解，图2a-图2c示出的续流电路均为示例，并不造成对续流电路的限制，在其他实施例中，续流电路还可以由其他器件组成或者具有其他形式的连接关系。例如，当续流电路中存在多个二极管和多个电阻时，该续流电路的连接关系还可以为每两个二极管后接一个电阻，该电阻后再连接两个二极管等。

在本实施例中，作为一种可选的实现方式，隔离开关子支路132可以由二极管组成，该二极管要求耐高压且开关速度快。隔离开关子支路132中二极管的数量可以为一个或者多个。图3a示出的为单个二极管(D1)组成的隔离开关子支路。

作为另外一种可选的实现方式，隔离开关子支路132可以由功率器件组成，该功率器件包括但不局限于IGBT管或者MOSFET管等。隔离开关子支路中功率器件的数量可以为一个或者多个。图3b示出的为单个IGBT管(A1)组成的隔离开关子支路。

作为另外一种可选的实现方式，隔离开关子支路132可以由继电器组成，该继电器可以为高压继电器。其中，继电器的数量可以为一个或者多个。图3c示出的为单个继电器(K1)组成的隔离开关子支路。在该隔离开关子支路中，该继电器可以为支持同步程控功能的继电器。

作为另外一种可选的实现方式，隔离开关子支路132可以由二极管和继电器混合组成。二极管和继电器的数量可以为一个或者多个。图3d示出的为二极管和继电器串联组成的隔离开关子支路，图3e示出的为二极管和继电器并联组成的隔离开关子支路。

应理解，图3a-图3e示出的隔离开关子支路均为示例，并不造成对隔离开关子支路的限制，在其他实施例中，隔离开关子支路还可以由其他器件组成或者具有其他形式的连接关系。

在本实施例中，在电流源支路130与所述被测氮化镓功率器件Q的连接关断(即隔离开关子支路132为关断状态)时，电流源FPVI、电感L和续流电路组成一个闭环，电流源FPVI给电感L充电，通过续流电路流回到电流源FPVI的低端。在电流源支路130与所述被测氮化镓功率器件Q的连接导通(即隔离开关子支路132为导通状态)时，通过所述电感L快速向所述被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供预设电流，从而提高了被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间电流的建立速度，减小了电流建立时间。

电压测量支路140包括钳位电路和电压表QVM，该钳位电路和电压表QVM串联连接。钳位电路用于对被测氮化镓功率器件Q的漏极D的高压进行钳位。示例性的，如图4所示，该钳位电路可以为反向并联的两个二极管。电压表QVM为高精度电压表，用于采集被测氮化镓功率器件Q在低压导通时漏极D和源极S之间的电压值。

本申请实施例提供的氮化镓功率器件动态电阻的测试电路，通过在电流源支路与被测氮化镓功率器件断开连接时对电感充电，在电流源支路与被测氮化镓功率器件的连接导通时，利用电感瞬间放电向被测氮化镓功率器件提供电流，从而使被测氮化镓功率器件漏极D和源极S之间电流建立时间大幅缩短。基于本实施例的测试电路，其电流建立速度可以达到3us以内。

下面介绍基于上述实施例中氮化镓功率器件动态电阻的测试电路进行氮化镓功率器件动态电阻的测试方法。

如图5所示为该测试方法的流程图，该测试方法包括步骤S110-S140，下面详细介绍各个步骤。

S110：通过预设控制时序控制驱动支路110和高压开关支路120的导通或关断。其中，驱动支路110与高压开关支路120不同时导通，即：当驱动支路110为导通状态时，则高压开关支路120为关断状态；当高压开关支路120为导通状态时，则驱动支路110为关断状态。

在本实施例中，该控制时序可以为双脉冲控制时序或者多脉冲控制时序。下面首先介绍双脉冲控制时序：

如图6所示为本实施例提供的一种双脉冲控制时序。图6中Vds表示高压开关支路120的控制时序，Vgs表示驱动支路110的控制序列，Ids表示被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间的电流。应理解，电流源支路130中隔离开关可以为程控电路，还可以为非程控电路；若电流源支路130中的隔离开关电路为支持程控功能的电路，则其控制时序与驱动支路110的控制时序同步。

首先向驱动支路110施加高压(即G_ON)，使控制驱动支路110驱动被测氮化镓功率器件Q导通，此时使电流源支路130和被测氮化镓功率器件Q的连接导通，即闭合隔离开关电路，此时通过电流源支路130中的电感L向被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供预设电流，该过程持续时间为T1，其中，Tr为被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间电流建立的时间，Id表示该电流已稳定。

待驱动支路110关断(即驱动支路110的驱动脉冲Vgs为低电平)时，此时使电流源支路和被测氮化镓功率器件Q的连接关断，即断开隔离开关电路，此时通过电流源支路130中的电流源FPVI向电感L充电，并控制高压开关支路120向被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供高压(即高压开关支路120的驱动脉冲Vds为高电平)，该过程持续时间为T2。

待高压开关支路120关断(即高压开关支路120的驱动脉冲Vds为低电平)时，再次控制驱动支路110驱动被测氮化镓功率器件Q导通，使电流源支路130和被测氮化镓功率器件Q的连接导通，即闭合隔离开关电路，此时通过电流源支路130中的电感L向被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供预设电流，该过程持续时间为T3。

基于该双脉冲控制时序对氮化镓功率器件动态电阻的测试的过程包括：计算T1时间段内被测氮化镓功率器件动态电阻。然后计算T3时间段内被测氮化镓功率器件动态电阻。将两次计算获得的动态电阻进行比较，从而确定该被测氮化镓功率器件是否存在故障。作为一种可选的实现方式，可以通过对两次动态电阻的比值确定其是否故障。

接下来介绍多脉冲控制时序：

如图7所示为本实施例提供的一种多脉冲控制时序。图7中Vds表示高压开关支路120的控制时序，Vgs表示驱动支路110的控制序列，Ids表示被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间的电流。下文以该多脉冲控制时序中的一个脉冲控制时序进行描述，其他脉冲控制时序与此处示例的一个相同，故不再进行赘述。

控制高压开关支路120向所述被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供高压，使电流源支路130与所述被测氮化镓功率器件Q的连接关断且使所述电流源支路130中的电流源PFVI向所述电感L充电，持续时间为T2。

待高压开关支路120关断时，控制驱动支路110驱动所述被测氮化镓功率器件Q导通，使所述电流源支路130与所述被测氮化镓功率器件Q的连接导通且使所述电流源支路130中的电感L向所述被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供电流，持续时间为T3。

其中，T2和T3为一个重复单位，即：该多脉冲控制时序中包含多个重复的T2和T3。

在本实施例中，在多脉冲控制控制时序第一个T2之前，还包括：T1：控制驱动支路110驱动所述被测氮化镓功率器件Q导通，使所述电流源支路130与被测氮化镓功率器件Q的连接导通且使所述电流源支路中的电感L向所述被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供预设电流，持续时间为T1。其中，在T2之前包括一个T1的目的是使T1时间段计算出的动态电阻作为参考量，与多脉冲控制序列最后一次重复脉冲的T3进行比较，从而可以确定该被测氮化镓器件是否存在故障。

基于该多脉冲控制时序对氮化镓功率器件动态电阻的测试的过程包括：计算T1时间段内被测氮化镓功率器件动态电阻。然后计算最后一次重复脉冲中T3时间段内被测氮化镓功率器件动态电阻。将两次计算获得的动态电阻进行比较，从而确定该被测氮化镓功率器件是否存在故障。

S120：在所述驱动支路导通的情况下，控制电流源支路导通并通过电流源支路中的电感向被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流。

在本实施例中，通过电感的瞬间放电，可以使被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间快速建立电流。

S130：利用所述电流源支路中的电流源测量获得所述电感所提供电流的实测值，并利用电压测量支路测量获得所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间电压的实测值。

在本实施例中，可以利用电压测量支路中的电压表QVM获得所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间电压的实测值。

S140：根据所述电流的实测值和所述电压的实测值确定所述被测氮化镓功率器件的动态电阻值。

通过将施加高压前的电阻值与施加高压后的电阻值进行比较，可以判断该被测器件为正常或者故障。

本申请的另一实施例提供一种氮化镓功率器件动态电阻的测试方法，具体包括：

测试准备阶段：控制驱动支路110使被测氮化镓功率器件Q的栅极G关断，控制高压开关支路120使与其与被测氮化镓功率器件Q的连接关断(即控制第一开关K1关断)，控制电流源支路130使其与所述被测氮化镓功率器件Q的连接关断(即控制隔离开关电路关断)并通过电流源FPVI向电感L充电。在该阶段，电压测量支路140不工作。

第一测试阶段：控制驱动支路110使被测氮化镓功率器件Q的栅极G导通，控制电流源支路130使其与所述被测氮化镓功率器件Q的连接导通(即控制隔离开关电路导通)并通过电感L向被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供预设电流；此时，利用电流源支路130中的电流源FPVI测量所述预设电流的实测值，并利用电压测量支路140测量被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间电压的实测值。在该阶段，高压开关支路110不需进行动作，其仍保持测试准备阶段中与所述被测氮化镓功率器件Q的连接为关断的状态即可。

在本测试阶段中，根据电流的实测值和电压的实测值计算获得被测氮化镓功率器件Q的电阻值Ron1。

第二测量阶段：控制驱动支路110使被测氮化镓功率器件Q的栅极G关断，控制高压开关支路120使与其与被测氮化镓功率器件Q的连接导通(即控制第一开关K1导通)，控制电流源支路130使其与所述被测氮化镓功率器件Q的连接关断(即控制隔离开关电路关断)并通过电流源FPVI向电感L充电。在该阶段，电压测量支路140不工作。

第三测量阶段：控制驱动支路110使被测氮化镓功率器件Q的栅极G导通，控制高压开关支路120使与其与被测氮化镓功率器件Q的连接关断(即控制第一开关K1关断)，控制电流源支路130使其与所述被测氮化镓功率器件Q的连接导通(即控制隔离开关电路导通)并通过电感L向被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间提供预设电流；此时，利用电流源支路130中的电流源FPVI测量所述预设电流的实测值，并利用电压测量支路140测量被测氮化镓功率器件Q的漏极D和源极S之间电压的实测值。

在本测试阶段中，根据电流的实测值和电压的实测值计算获得被测氮化镓功率器件Q的电阻值Ron2。

故障判断阶段：比较第一测试阶段的电阻值Ron1和加过高压后第三测试阶段的电阻值Ron2二者的阻值，从而判断出该被测氮化镓功率器件Q是否为故障器件。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。

Claims (12)

1.一种氮化镓功率器件动态电阻的测试电路，其特征在于，包括：

驱动支路、高压开关支路、电流源支路和电压测量支路；其中，所述电流源支路包括充放电子支路；

所述驱动支路，连接于被测氮化镓功率器件的栅极和源极，用于驱动所述被测氮化镓功率器件栅极的导通或关断；

所述高压开关支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极，用于当所述高压开关支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通时，向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供高压；

所述电流源支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极，用于当所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接关断时，向所述充放电子支路充电；还用于当所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通时，通过所述充放电子支路向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流；

所述电压测量支路，并联于所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极，用于测量所述被测氮化镓功率器件在导通时的漏极和源极之间的电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述高压开关支路包括：

依次串联的高压源、第一开关和第一电阻；

其中，所述高压源的低端连接所述被测氮化镓功率器件的源极，所述第一电阻中远离所述第一开关的一端连接所述被测氮化镓功率器件的漏极。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电流源支路包括：

充放电子支路和隔离开关子支路；

所述充放电子支路包括环路连接的电流源、电感和续流电路；所述电流源的高端连接于所述电感的一端，所述电流源的低端连接于所述续流电路的一端，且所述电流源的低端连接于所述被测氮化镓功率器件的源极；

所述隔离开关子支路的一端连接于所述被测氮化镓功率器件的漏极，所述隔离开关子支路的另一端连接于所述电感和所述续流电路的连接点处。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述续流电路包括：

由二极管组成的电路；或者

由电阻组成的电路；或者

由二极管与电阻混合组成的电路。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述隔离开关子支路包括：

由二极管组成的子支路；或者

由功率器件组成的子支路；或者

由继电器组成的子支路；或者

由二极管和继电器组成的子支路。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压测量支路包括：

串联的钳位电路和电压表；所述钳位电路用于对所述被测氮化镓功率器件的漏极的高压进行钳位；

其中，所述钳位电路中远离所述电压表的一端连接于所述被测氮化镓功率器件的漏极，所述电压表中远离所述钳位电路的一端连接于所述被测氮化镓功率器件的源极。

7.一种氮化镓功率器件动态电阻的测试方法，其特征在于，包括：

通过预设控制时序控制驱动支路和高压开关支路的导通或关断；其中，所述驱动支路与所述高压开关支路不同时导通；

在所述驱动支路导通的情况下，控制电流源支路导通并通过电流源支路中的电感向被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流；

利用所述电流源支路中的电流源测量获得所述电感所提供电流的实测值，并利用电压测量支路测量获得所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间电压的实测值；

根据所述电流的实测值和所述电压的实测值确定所述被测氮化镓功率器件的动态电阻值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设控制时序包括：

双脉冲控制时序或者多脉冲控制时序；

其中，所述多脉冲控制时序的脉冲数量大于2。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述双脉冲控制时序包括：

控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流，持续时间为T1；

待所述驱动支路关断时，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接关断且使所述电流源支路中的电流源向所述电感充电，并控制所述高压开关支路向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供高压，持续时间为T2；

待所述高压开关支路关断时，控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流，持续时间为T3。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多脉冲控制时序包括多个重复的脉冲控制序列；其中，一个脉冲控制序列包括：

控制所述高压开关支路向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供高压，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接关断且使所述电流源支路中的电流源向所述电感充电，持续时间为T2；

待所述高压开关支路关断时，控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供电流，持续时间为T3。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在施加所述多脉冲控制时序之前，还包括：

控制所述驱动支路驱动所述被测氮化镓功率器件导通，使所述电流源支路与所述被测氮化镓功率器件的连接导通且使所述电流源支路中的电感向所述被测氮化镓功率器件的漏极和源极之间提供预设电流，持续时间为T1。

12.根据权利要求9或11所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述T1时间段内所述被测氮化镓功率器件的第一动态电阻值；

获取所述控制时序最后一个脉冲中所述T3时间段内所述被测氮化镓功率器件的第二动态电阻值；

根据所述第一动态电阻值和所述第二动态电阻值确定所述被测氮化镓功率器件是否故障。

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