CN115712044A - SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路 - Google Patents

SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路 Download PDF

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CN115712044A CN202211276897.1A CN202211276897A CN115712044A CN 115712044 A CN115712044 A CN 115712044A CN 202211276897 A CN202211276897 A CN 202211276897A CN 115712044 A CN115712044 A CN 115712044A
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陈媛
贺致远
陈义强
刘昌�
王铁羊
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Abstract

本申请涉及一种SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路。包括：待测的目标SiC MOSFET、第一试验电路、第二试验电路以及测试电路；目标SiC MOSFET的栅极、第一试验电路以及目标SiC MOSFET的源极可形成第一回路，目标SiC MOSFET的漏极、第二试验电路以及源极可形成第二回路，以及漏极、测试电路以及源极可形成第三回路，以通过第一回路、第二回路和第三回路对目标SiC MOSFET进行功率循环试验；漏极和栅极可形成短路回路，以供测试电路在功率循环试验的过程中，且在短路回路和第三回路导通的情况下，测量目标SiC MOSFET的阈值电压。本申请通过快速导通不同的电路，避免传统方法存在的阈值电压测试不准确问题，能够更准确地监测SiC MOSFET器件在功率循环试验的阈值电压。

Description

SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路
技术领域
本申请涉及半导体器件电参数测量技术领域，特别是涉及一种SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路。
背景技术
SiC MOSFET在高压、高频和高温领域具有广阔的应用前景，可广泛用于光伏，电动汽车，以及电动船舶和飞机等。然而，在电压偏置、温度等应力下，SiC MOSFET存在阈值电压不稳定性的问题。由于SiC/SiO2的界面特性，SiC MOSFET的阈值电压漂移比Si基MOSFET的阈值电压漂移更严重。因此，阈值电压是表征SiC MOSFET器件退化的重要参数之一。
传统功率循环试验，在监测SiC MOSFET器件的阈值电压时，首先，在不同的电流、结温变化等应力条件下对SiC MOSFET器件进行老化试验。然后，在试验结束之后拆卸试验器件，采用离线监测的方式测试SiC MOSFET器件的阈值电压。
然而，对于SiC MOSFET，阈值电压漂移在应力结束后会以指数级速度恢复，测试间隔时间会对阈值电压的测试结果会产生较大影响。因此，采用传统离线监测的方法，无法实时准确地监测到SiC MOSFET器件的阈值电压。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实时准确地监测SiC MOSFET器件在功率循环试验的阈值电压监测电路。
第一方面，本申请提供了一种SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路。所述阈值电压监测电路包括待测的目标SiC MOSFET、第一试验电路、第二试验电路以及测试电路；
所述目标SiC MOSFET的栅极、所述第一试验电路以及所述目标SiC MOSFET的源极可形成第一回路，所述目标SiC MOSFET的漏极、所述第二试验电路以及所述源极可形成第二回路，以及所述漏极、所述测试电路以及所述源极可形成第三回路，以通过所述第一回路、所述第二回路和所述第三回路对所述目标SiC MOSFET进行功率循环试验；
所述漏极和所述栅极可形成短路回路，以供所述测试电路在所述功率循环试验的过程中，且在所述短路回路和所述第三回路导通的情况下，测量所述目标SiC MOSFET的阈值电压。
在其中一个实施例中，所述功率循环试验包括第一功率循环试验阶段以及第二功率循环试验阶段，在所述第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段之间包括功率循环试验节点；
所述第一试验电路包括相互并联的两个电源支路以及开关元件，所述开关元件用于控制在所述第一功率循环试验阶段时，所述两个电源支路中的第一电源支路导通，第二电源支路关断；在所述功率循环试验节点时，所述两个电源支路中的第二电源支路导通，第一电源支路关断；
所述第一电源支路包括第一电源，所述第二电源支路包括第二电源，所述第一电源用于输出第一栅源电压，所述第二电源用于输出第二栅源电压。
在其中一个实施例中，所述第二试验电路包括第一电流输出元件，所述测试电路包括第二电流输出元件。
在其中一个实施例中，所述阈值电压监测电路还包括第一单刀双掷开关；
所述第一单刀双掷开关的固定端接线柱与所述栅极连接，所述第一单刀双掷开关的活动端接线柱与所述漏极和所述开关元件连接。
在其中一个实施例中，所述开关元件包括第二单刀双掷开关；
所述第二单刀双掷开关的固定端接线柱与所述第一单刀双掷开关的活动端接线柱连接，所述第二单刀双掷开关的活动端接线柱与所述第一电源和所述第二电源连接。
在其中一个实施例中，所述阈值电压监测电路还包括单刀单掷开关；
所述单刀单掷开关的第一端接线柱与所述漏极连接，所述单刀单掷开关的第二端接线柱与所述第一电流输出元件的第一端连接，以通过所述单刀单掷开关控制所述第一电流输出元件在第一功率循环试验阶段时导通，在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段时断开；所述第一电流输出元件的第二端与所述源极连接。
在其中一个实施例中，所述阈值电压监测电路还包括第三单刀双掷开关；
所述第三单刀双掷开关的固定端接线柱与所述第二电流输出元件的第一端连接，所述第三单刀双掷开关的活动端接线柱与所述漏极和所述源极连接。
在其中一个实施例中，所述阈值电压监测电路还包括第四单刀双掷开关；
所述第四单刀双掷开关的固定端接线柱与所述第二电流输出元件的第二端连接，所述第四单刀双掷开关的活动端接线柱与所述漏极和所述源极连接。
在其中一个实施例中，所述测试电路包括第二电流输出元件，所述第二电流输出元件还用于输出预设测试电流，所述预设测试电流包括预设阈值电流。
在其中一个实施例中，所述测试电路包括电压测量元件，所述电压测量元件用于测量所述目标SiC MOSFET的阈值电压。
上述SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路，包括待测的目标SiCMOSFET、第一试验电路、第二试验电路以及测试电路；目标SiC MOSFET的栅极、第一试验电路以及目标SiC MOSFET的源极可形成第一回路，目标SiC MOSFET的漏极、第二试验电路以及源极可形成第二回路，以及漏极、测试电路以及源极可形成第三回路，以通过第一回路、第二回路和第三回路对目标SiC MOSFET进行功率循环试验；漏极和栅极可形成短路回路，以供测试电路在功率循环试验的过程中，且在短路回路和第三回路导通的情况下，测量目标SiC MOSFET的阈值电压。本申请通过导通第一试验电路形成的第一回路、第二试验电路形成的第二回路及测试电路形成的第三回路，对目标SiC MOSFET进行功率循环试验；并通过导通短路回路及测试电路形成的第三回路，使用测试电路实时监测目标SiC MOSFET的阈值电压。整个过程是通过快速导通不同的电路，实现SiC MOSFET器件阈值电压的监测，不用在功率循环试验结束后拆卸试验器件，再采用离线监测的方式监测SiC MOSFET器件的阈值电压，避免由于去掉应力后阈值电压漂移迅速恢复而导致的测试不准确问题，能够更准确地监测SiC MOSFET器件在功率循环试验的阈值电压。
附图说明
图1为传统方法中功率循环试验的电路示意图；
图2为传统方法在进行功率循环试验时的时序及结温变化示意图；
图3为一个实施例中SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路的结构示意图；
图4为一个实施例中SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路的连接示意图；
图5为阈值电压监测电路中的开关时序示意图。
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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
SiC MOSFET在高压、高频和高温领域具有广阔的应用前景，可广泛用于光伏，电动汽车，以及电动船舶和飞机等。然而，在电压偏置、温度等应力下，SiC MOSFET存在阈值电压不稳定性的问题。由于SiC/SiO2的界面特性，SiC MOSFET的阈值电压漂移比Si基MOSFET的阈值电压漂移更严重。因此，阈值电压是表征SiC MOSFET器件退化的重要参数之一。
传统高温反偏/栅偏试验，在监测SiC MOSFET器件的阈值电压时，首先，在不同的电流、结温变化等应力条件下对SiC MOSFET器件进行老化试验。然后，在试验结束之后拆卸试验器件，采用离线监测的方式测试SiC MOSFET器件的阈值电压。
如图1所示，图1为传统方法中功率循环试验的电路示意图。如图2所示，图2为传统方法在进行功率循环试验时的时序及结温变化示意图。传统方法在进行功率循环试验时，首先，进行升温测试，将S1闭合，S2断开，并将Vgs设置为正向栅源导通电压，如图2中的(a)所示，正向栅源导通电压通常大于或等于+15V。此时MOSFET沟道导通，由目标SiC MOSFET的漏极D向目标SiC MOSFET的源极S流通的电流大小为加热电流IL，加热电流为安培(A)级，MOSFET导通加热，使目标SiC MOSFET在第一预设时间段ton升温。之后，进行降温测试，将S1断开，S2闭合，并将Vgs设置为负向栅源导通电压，如图2中的(a)所示，负向栅源导通电压通常为-4V至-10V。此时电流流过反向二极管D1，由目标SiC MOSFET的源极S向目标SiCMOSFET的漏极D流通的电流大小为测试电流Isense，测试电流为毫安(mA)级，使目标SiCMOSFET在第二预设时间段toff降温。并通过目标SiC MOSFET的漏源电压与结温之间的对应关系监测目标SiC MOSFET的结温，即利用反向二极管D1的结电压来计算目标SiC MOSFET的结温。其中，如图2中的(b)所示，可以在升温结束时刻测量最高结温Tj,max，在降温结束时刻测量最低结温Tj,min。此外，根据实际情况选取二极管D2。
然而，对于SiC MOSFET，阈值电压漂移在应力结束后会以指数级速度恢复，测试间隔时间会对阈值电压的测试结果会产生较大影响。因此，采用传统离线监测的方法，无法实时准确地监测到SiC MOSFET器件的阈值电压。
基于此，本申请提供一种能够实时准确地监测SiC MOSFET器件在功率循环试验中阈值电压的监测电路。
在一个实施例中，提供了一种SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路，阈值电压监测电路包括待测的目标SiC MOSFET、第一试验电路、第二试验电路以及测试电路；
目标SiC MOSFET的栅极、第一试验电路以及目标SiC MOSFET的源极可形成第一回路，目标SiC MOSFET的漏极、第二试验电路以及源极可形成第二回路，以及漏极、测试电路以及源极可形成第三回路，以通过第一回路、第二回路和第三回路对目标SiC MOSFET进行功率循环试验；
漏极和栅极可形成短路回路，以供测试电路在功率循环试验的过程中，且在短路回路和第三回路导通的情况下，测量目标SiC MOSFET的阈值电压。
本申请实施例中，如图3所示，阈值电压监测电路100包括待测的目标SiCMOSFET102、第一试验电路104、第二试验电路106、测试电路108以及电压测量元件110。在对目标SiC MOSFET102进行功率循环试验时，目标SiC MOSFET102的栅极G、第一试验电路104以及目标SiC MOSFET102的源极S导通，从而形成第一回路；且目标SiC MOSFET102的漏极D、第二试验电路106以及目标SiC MOSFET102的源极S导通，从而形成第二回路；且目标SiCMOSFET102的漏极D、测试电路108以及目标SiC MOSFET102的源极S导通，从而形成第三回路，以通过第一回路、第二回路和第三回路对目标SiC MOSFET102进行功率循环试验。
其中，待测的目标SiC MOSFET102为SiC MOSFET器件(碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管)。功率循环试验(或称功率循环测试)是通过外部负载电流流通和关断来模拟器件实际应用的结温波动过程，用于考核功率器件的封装可靠性以及进行功率器件寿命的评估。
在进行功率循环试验的过程中，可以对目标SiC MOSFET102进行阈值电压的监测。此时，目标SiC MOSFET102的漏极D和目标SiC MOSFET102的栅极G导通，从而形成短路回路，且目标SiC MOSFET102的漏极D、测试电路108和目标SiC MOSFET102的源极S导通，从而形成第三回路，以供测试电路108在功率循环试验的过程中，且在短路回路和第三回路导通的情况下，测量目标SiC MOSFET102的阈值电压。在测量目标SiC MOSFET102的阈值电压时，本申请实施例中的测试电路108包括电压测量元件，电压测量元件用于测量目标SiC MOSFET102的阈值电压。电压测量元件包括示波器以及万用表等，当电压测量元件为示波器时，可以通过将示波器的第一端与目标SiC MOSFET102的漏极D连接，并将示波器的第二端与和目标SiC MOSFET102的源极S连接，从而通过示波器实时监测目标SiC MOSFET102的阈值电压。
上述SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路，包括待测的目标SiCMOSFET、第一试验电路、第二试验电路以及测试电路；目标SiC MOSFET的栅极、第一试验电路以及目标SiC MOSFET的源极可形成第一回路，目标SiC MOSFET的漏极、第二试验电路以及源极可形成第二回路，以及漏极、测试电路以及源极可形成第三回路，以通过第一回路、第二回路和第三回路对目标SiC MOSFET进行功率循环试验；漏极和栅极可形成短路回路，以供测试电路在功率循环试验的过程中，且在短路回路和第三回路导通的情况下，测量目标SiC MOSFET的阈值电压。本申请通过导通第一试验电路形成的第一回路、第二试验电路形成的第二回路及测试电路形成的第三回路，对目标SiC MOSFET进行功率循环试验；并通过导通短路回路及测试电路形成的第三回路，使用测试电路实时监测目标SiC MOSFET的阈值电压。整个过程是通过快速导通不同的电路，实现SiC MOSFET器件阈值电压的监测，不用在功率循环试验结束后拆卸试验器件，再采用离线监测的方式监测SiC MOSFET器件的阈值电压，避免由于去掉应力后阈值电压漂移迅速恢复而导致的测试不准确问题，能够更准确地监测SiC MOSFET器件在功率循环试验的阈值电压。
在一个实施例中，功率循环试验包括第一功率循环试验阶段以及第二功率循环试验阶段，在第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段之间包括功率循环试验节点；
第一试验电路包括相互并联的两个电源支路以及开关元件，开关元件用于控制在第一功率循环试验阶段时，两个电源支路中的第一电源支路导通，第二电源支路关断；在功率循环试验节点时，两个电源支路中的第二电源支路导通，第一电源支路关断；
第一电源支路包括第一电源，第二电源支路包括第二电源，第一电源用于输出第一栅源电压，第二电源用于输出第二栅源电压。
本申请实施例中，功率循环试验包括第一功率循环试验阶段以及第二功率循环试验阶段，在第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段之间包括功率循环试验节点。其中，功率循环试验节点为第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段的交界点，也是功率循环试验中加热电流的撤载瞬间。在本申请实施例中，第一功率循环试验阶段为升温测试阶段，第二功率循环试验阶段为降温测试阶段，且可以在功率循环试验节点(即第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段的交界点)测量目标SiC MOSFET102的结温。结温是电子设备中半导体器件的实际工作温度。在第一功率循环试验阶段向第二功率循环试验阶段转换瞬间，可以通过目标SiC MOSFET102的漏源电压与结温之间的对应关系测量目标SiC MOSFET102的最高结温；在第二功率循环试验阶段向下一循环的第一功率循环试验阶段转换瞬间，可以通过目标SiC MOSFET102的漏源电压与结温之间的对应关系测量目标SiC MOSFET102的最低结温。可以在第二功率循环试验阶段监测目标SiC MOSFET102的阈值电压。
如图4所示，第一试验电路104包括相互并联的两个电源支路以及开关元件。其中，开关元件用于控制在第一功率循环试验阶段时，两个电源支路中的第一电源支路导通，第二电源支路关断；在功率循环试验节点，两个电源支路中的第二电源支路导通，第一电源支路关断。第一电源支路包括第一电源202，第二电源支路包括第二电源204，第一电源202用于输出第一栅源电压+VGS，第二电源204用于输出第二栅源电压-VGS。其中，栅源电压VGS是目标SiC MOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间所能承受的最高电压。第一栅源电压+VGS为目标SiC MOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间所能承受的正向最高电压；第二栅源电压-VGS为目标SiC MOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间所能承受的负向最高电压。在本实施例中，目标SiC MOSFET102可以为SiC MOSFET器件。
本实施例中，第一试验电路包括相互并联的两个电源支路以及开关元件，开关元件用于控制在第一功率循环试验阶段时，两个电源支路中的第一电源支路导通，第二电源支路关断；在功率循环试验节点，两个电源支路中的第二电源支路导通，第一电源支路关断；第一电源支路包括第一电源，第二电源支路包括第二电源。在第一功率循环试验阶段，通过第一电源施加第一栅源电压，使器件升温；在功率循环试验节点，通过第二电源施加第二栅源电压，能够进行结温测试。
在一个实施例中，第二试验电路包括第一电流输出元件，测试电路包括第二电流输出元件。
本申请实施例中，结合图4所示，第二试验电路包括第一电流输出元件I1，测试电路包括第二电流输出元件I2，第二电流输出元件I2还用于输出预设测试电流，预设测试电流包括预设阈值电流。测试电路108还包括电压测量元件。在第一功率循环试验阶段，通过第一电流输出元件I1和第二电流输出元件I2在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiCMOSFET102的源极S之间流通加热电流，以对目标SiC MOSFET102进行加热；在功率循环试验节点，通过第二电流输出元件I2在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通测试电流，以对目标SiC MOSFET102进行结温测试；在第二功率循环试验阶段，通过第二电流输出元件I2在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间输出预设测试电流，预设测试电流包括预设阈值电流，以对目标SiC MOSFET102进行阈值电压的监测。其中，预设测试电流可以是恒定地施加预设阈值电流，预设测试电流也可以是变化地施加电流，需要满足的是，施加的预设测试电流包括预设阈值电流，且当目标SiCMOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间的电流为预设阈值电流时，将此时所对应的目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间的电压确定为阈值电压。
本实施例中，第二试验电路包括第一电流输出元件，测试电路包括第二电流输出元件，电流输出元件还用于输出预设测试电流，预设测试电流包括预设阈值电流。通过第一电流输出元件以及第二电流输出元件在第一功率循环试验阶段、功率循环试验节点以及第二功率循环试验阶段输出不同的电流，能够分别实现对目标SiC MOSFET加热、测试结温、准确监测阈值电压的功能。
在一个实施例中，阈值电压监测电路还包括第一单刀双掷开关；
第一单刀双掷开关的固定端接线柱与栅极连接，第一单刀双掷开关的活动端接线柱与漏极和开关元件连接。
本申请实施例中，结合图4所示，阈值电压监测电路100还包括第一单刀双掷开关S1。第一单刀双掷开关S1的固定端接线柱与目标SiC MOSFET102的栅极G连接，第一单刀双掷开关S1的活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D和开关元件连接。在第一功率循环试验阶段，第一单刀双掷开关S1的活动端接线柱与开关元件连接，从而在目标SiCMOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间施加第一栅源电压+VGS；在功率循环试验节点，第一单刀双掷开关S1的活动端接线柱与开关元件连接，从而在目标SiCMOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间施加第二栅源电压-VGS；在第二功率循环试验阶段，第一单刀双掷开关S1的活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D连接，目标SiC MOSFET102的漏极D和目标SiC MOSFET102的栅极G导通，从而形成短路回路，以对目标SiC MOSFET102进行阈值电压的监测。
本实施例中，阈值电压监测电路还包括第一单刀双掷开关；第一单刀双掷开关的固定端接线柱与栅极连接，第一单刀双掷开关的活动端接线柱与漏极和开关元件连接。单刀双掷开关的切换速度应控制在毫秒级以内，通过第一单刀双掷开关活动端的切换，能够实现功率循环试验的第一功率循环试验阶段、功率循环试验节点以及第二功率循环试验阶段之间的迅速切换。
在一个实施例中，开关元件包括第二单刀双掷开关；
第二单刀双掷开关的固定端接线柱与第一单刀双掷开关的活动端接线柱连接，第二单刀双掷开关的活动端接线柱与第一电源和第二电源连接。
本申请实施例中，结合图4所示，开关元件包括第二单刀双掷开关S2。第二单刀双掷开关S2的固定端接线柱与第一单刀双掷开关S1的活动端接线柱连接，第二单刀双掷开关S2的活动端接线柱与第一电源202和第二电源204连接。在第一功率循环试验阶段，第二单刀双掷开关S2的活动端接线柱与第一电源202连接，从而在目标SiC MOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间施加第一栅源电压+VGS；在功率循环试验节点，第二单刀双掷开关S2的活动端接线柱与第二电源204连接，从而在目标SiC MOSFET102的栅极G与目标SiC MOSFET102的源极S之间施加第二栅源电压-VGS；在第二功率循环试验阶段，第二单刀双掷开关S2断开。
本实施例中，开关元件包括第二单刀双掷开关；第二单刀双掷开关的固定端接线柱与第一单刀双掷开关的活动端接线柱连接，第二单刀双掷开关的活动端接线柱与第一电源和第二电源连接。单刀双掷开关的切换速度应控制在毫秒级以内，通过第二单刀双掷开关活动端的切换，能够实现通过第一电源施加第一栅源电压与通过第二电源施加第二栅源电压之间的迅速切换。
在一个实施例中，阈值电压监测电路还包括单刀单掷开关；
单刀单掷开关的第一端接线柱与漏极连接，单刀单掷开关的第二端接线柱与第一电流输出元件的第一端连接，以通过单刀单掷开关控制第一电流输出元件在第一功率循环试验阶段时导通，在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段时断开；第一电流输出元件的第二端与源极连接。
本申请实施例中，结合图4所示，阈值电压监测电路100还包括单刀单掷开关S3。单刀单掷开关S3的第一端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D连接，单刀单掷开关S3的第二端接线柱与第一电流输出元件I1的第一端连接，以通过单刀单掷开关S3控制第一电流输出元件I1在第一功率循环试验阶段时导通，在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段时断开；第一电流输出元件I1的第二端与目标SiC MOSFET102的源极S连接。在第一功率循环试验阶段，单刀单掷开关S3导通，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiC MOSFET102的源极S至目标SiC MOSFET102的漏极D方向的第一电流；在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段，单刀单掷开关S3断开。
本实施例中，阈值电压监测电路还包括单刀单掷开关；单刀单掷开关的第一端接线柱与漏极连接，单刀单掷开关的第二端接线柱与第一电流输出元件的第一端连接，以通过单刀单掷开关控制第一电流输出元件在第一功率循环试验阶段时导通，在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段时断开；第一电流输出元件的第二端与源极连接。单刀单掷开关的切换速度应控制在毫秒级以内，通过单刀单掷开关导通与断开的切换，能够实现在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通第一电流或不流通第一电流的迅速切换。
在一个实施例中，阈值电压监测电路还包括第三单刀双掷开关；
第三单刀双掷开关的固定端接线柱与第二电流输出元件的第一端连接，第三单刀双掷开关的活动端接线柱与漏极和源极连接。
本申请实施例中，结合图4所示，阈值电压监测电路100还包括第三单刀双掷开关S4。第三单刀双掷开关S4的固定端接线柱与第二电流输出元件I2的第一端连接，第三单刀双掷开关S4的活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D和目标SiC MOSFET102的源极S连接。在第一功率循环试验阶段，第三单刀双掷开关S4与活动端接线柱与目标SiCMOSFET102的源极S连接，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiC MOSFET102的源极S至目标SiC MOSFET102的漏极D方向的第二电流；在功率循环试验节点，第三单刀双掷开关S4与活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D连接，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiCMOSFET102的漏极D至目标SiC MOSFET102的源极S方向的第三电流；在第二功率循环试验阶段，第三单刀双掷开关S4与活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的源极S连接，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiC MOSFET102的源极S至目标SiC MOSFET102的漏极D方向的电流。
本实施例中，阈值电压监测电路还包括第三单刀双掷开关；第三单刀双掷开关的固定端接线柱与第二电流输出元件的第一端连接，第三单刀双掷开关的活动端接线柱与漏极和源极连接。单刀双掷开关的切换速度应控制在毫秒级以内，通过第三单刀双掷开关活动端的切换，能够实现在第一功率循环试验阶段、功率循环试验节点以及第二功率循环试验阶段之间流通不同电流的迅速切换。
在一个实施例中，阈值电压监测电路还包括第四单刀双掷开关；
第四单刀双掷开关的固定端接线柱与第二电流输出元件的第二端连接，第四单刀双掷开关的活动端接线柱与漏极和源极连接。
本申请实施例中，结合图4所示，阈值电压监测电路100还包括第四单刀双掷开关S5。第四单刀双掷开关S5的固定端接线柱与第二电流输出元件I2的第二端连接，第四单刀双掷开关S5的活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D和目标SiC MOSFET102的源极S连接。在第一功率循环试验阶段，第四单刀双掷开关S5与活动端接线柱与目标SiCMOSFET102的漏极D连接，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiC MOSFET102的源极S至目标SiC MOSFET102的漏极D方向的第二电流；在功率循环试验节点，第四单刀双掷开关S5与活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的源极S连接，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiCMOSFET102的漏极D至目标SiC MOSFET102的源极S方向的第三电流；在第二功率循环试验阶段，第四单刀双掷开关S5与活动端接线柱与目标SiC MOSFET102的漏极D连接，从而在目标SiC MOSFET102的漏极D与目标SiC MOSFET102的源极S之间流通由目标SiC MOSFET102的源极S至目标SiC MOSFET102的漏极D方向的电流。
本实施例中，阈值电压监测电路还包括第四单刀双掷开关；第四单刀双掷开关的固定端接线柱与第二电流输出元件的第二端连接，第四单刀双掷开关的活动端接线柱与漏极和源极连接。单刀双掷开关的切换速度应控制在毫秒级以内，通过第四单刀双掷开关活动端的切换，能够实现在第一功率循环试验阶段、功率循环试验节点以及第二功率循环试验阶段之间流通不同电流的迅速切换。
如图5所示，图5为阈值电压监测电路中的开关时序示意图。如图5中的(a)所示，在第一功率循环试验阶段ton和功率循环试验节点，第一单刀双掷开关S1的固定端接线柱与一端接线柱连接；在第二功率循环试验阶段toff，第一单刀双掷开关S1的固定端接线柱与另一端接线柱连接。如图5中的(b)所示，在第一功率循环试验阶段ton，第二单刀双掷开关S2的固定端接线柱与一端接线柱连接；在功率循环试验节点，第二单刀双掷开关S2的固定端接线柱与另一端接线柱连接；在第二功率循环试验阶段toff，第二单刀双掷开关S2的固定端接线柱断开。如图5中的(c)所示，在第一功率循环试验阶段ton，单刀单掷开关S3闭合；在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段toff，单刀单掷开关S3断开。在第一功率循环试验阶段ton和第二功率循环试验阶段toff，第三单刀双掷开关S4的固定端接线柱与一端接线柱连接；在功率循环试验节点，第三单刀双掷开关S4的固定端接线柱与另一端接线柱连接。在第一功率循环试验阶段ton和第二功率循环试验阶段toff，第四单刀双掷开关S5的固定端接线柱与一端接线柱连接；在功率循环试验节点，第四单刀双掷开关S5的固定端接线柱与另一端接线柱连接。且可以在功率循环试验节点(即第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段的交界点)测量目标SiC MOSFET的结温，即，在升温结束时刻测量目标SiC MOSFET的最高结温Tj,max，在降温结束时刻测量目标SiC MOSFET的最低结温Tj,min。并可以在第二功率循环试验阶段中测量目标SiC MOSFET的阈值电压Vth。
应该理解的是，虽然如上的各实施例所涉及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，如上的各实施例所涉及的流程图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。
需要说明的是，本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
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本申请专利范围的限制。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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种SiC MOSFET功率循环试验的阈值电压监测电路，其特征在于，所述阈值电压监测电路包括待测的目标SiC MOSFET、第一试验电路、第二试验电路以及测试电路；
所述目标SiC MOSFET的栅极、所述第一试验电路以及所述目标SiC MOSFET的源极可形成第一回路，所述目标SiC MOSFET的漏极、所述第二试验电路以及所述源极可形成第二回路，以及所述漏极、所述测试电路以及所述源极可形成第三回路，以通过所述第一回路、所述第二回路和所述第三回路对所述目标SiC MOSFET进行功率循环试验；
所述漏极和所述栅极可形成短路回路，以供所述测试电路在所述功率循环试验的过程中，且在所述短路回路和所述第三回路导通的情况下，测量所述目标SiC MOSFET的阈值电压。
2.根据权利要求1所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述功率循环试验包括第一功率循环试验阶段以及第二功率循环试验阶段，在所述第一功率循环试验阶段与第二功率循环试验阶段之间包括功率循环试验节点；
所述第一试验电路包括相互并联的两个电源支路以及开关元件，所述开关元件用于控制在所述第一功率循环试验阶段时，所述两个电源支路中的第一电源支路导通，第二电源支路关断；在所述功率循环试验节点时，所述两个电源支路中的第二电源支路导通，第一电源支路关断；
所述第一电源支路包括第一电源，所述第二电源支路包括第二电源，所述第一电源用于输出第一栅源电压，所述第二电源用于输出第二栅源电压。
3.根据权利要求2所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述第二试验电路包括第一电流输出元件，所述测试电路包括第二电流输出元件。
4.根据权利要求3所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述阈值电压监测电路还包括第一单刀双掷开关；
所述第一单刀双掷开关的固定端接线柱与所述栅极连接，所述第一单刀双掷开关的活动端接线柱与所述漏极和所述开关元件连接。
5.根据权利要求4所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述开关元件包括第二单刀双掷开关；
所述第二单刀双掷开关的固定端接线柱与所述第一单刀双掷开关的活动端接线柱连接，所述第二单刀双掷开关的活动端接线柱与所述第一电源和所述第二电源连接。
6.根据权利要求3所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述阈值电压监测电路还包括单刀单掷开关；
所述单刀单掷开关的第一端接线柱与所述漏极连接，所述单刀单掷开关的第二端接线柱与所述第一电流输出元件的第一端连接，以通过所述单刀单掷开关控制所述第一电流输出元件在第一功率循环试验阶段时导通，在功率循环试验节点和第二功率循环试验阶段时断开；所述第一电流输出元件的第二端与所述源极连接。
7.根据权利要求3所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述阈值电压监测电路还包括第三单刀双掷开关；
所述第三单刀双掷开关的固定端接线柱与所述第二电流输出元件的第一端连接，所述第三单刀双掷开关的活动端接线柱与所述漏极和所述源极连接。
8.根据权利要求3所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述阈值电压监测电路还包括第四单刀双掷开关；
所述第四单刀双掷开关的固定端接线柱与所述第二电流输出元件的第二端连接，所述第四单刀双掷开关的活动端接线柱与所述漏极和所述源极连接。
9.根据权利要求1至8任一所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述测试电路包括第二电流输出元件，所述第二电流输出元件还用于输出预设测试电流，所述预设测试电流包括预设阈值电流。
10.根据权利要求1至8任一所述的阈值电压监测电路，其特征在于，所述测试电路包括电压测量元件，所述电压测量元件用于测量所述目标SiC MOSFET的阈值电压。
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