CN116125243B - 一种mos管soa测试治具及其测试方法 - Google Patents

一种mos管soa测试治具及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及MOS管测试技术领域，具体涉及一种MOS管SOA测试治具及其测试方法，包括电源BAT1、电源BAT2、限流电阻R11、第一采样口、第二采样口、脉冲发生器、可调电阻VRS1、开关管Q3以及开关组件；电源BAT2通过限流电阻R11与第一采样口连接；第二采样口通过可调电阻VRS1接地；可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的控制端连接；脉冲发生器的输出端用于与待测MOS管的栅极连接；脉冲发生器的输出端用于与开关组件的控制端连接；电源BAT1通过开关组件的开关端与第一采样口连接。本发明可对单体器件做SOA做测试评估，可评估晶体的瞬态温度，应用器件在SOA有保证的情况下提高系统可靠性。

Description

一种MOS管SOA测试治具及其测试方法
技术领域
本发明涉及MOS管测试技术领域，具体涉及一种MOS管SOA测试治具及其测试方法。
背景技术
MOS管作为新型半导体器件的代表，作为重要的开关元件广泛应用于服务器的电源系统中。为了保证MOS管能够安全工作，对MOS管进行SOA测试尤为重要。
虽然当前的MOS管规格书中定义了SOA（SafeOperating Area）曲线，但是目前无法验证器件是否与规格相符，同时无法验证MOS管的瞬态结温能力。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种MOS管SOA测试治具及其测试方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：一种MOS管SOA测试治具，包括电源BAT1、电源BAT2、限流电阻R11、第一采样口、第二采样口、脉冲发生器、可调电阻VRS1、开关管Q3以及开关组件；
所述电源BAT2通过限流电阻R11与第一采样口连接；所述第二采样口通过可调电阻VRS1接地；所述第一采样口与第二采样口之间用于放置待测MOS管的开关端；所述可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的控制端连接；
所述MOS管SOA测试治具还包括采样电阻R13、采样电阻R14、开关SW13、开关SW14、电阻RS9以及PNP三极管Q4；所述开关管Q3为NPN三极管；
所述第二采样口通过采样电阻R13以及开关SW13接地；所述第二采样口通过采样电阻R14以及开关SW14接地；所述第二采样口通过电阻RS9与可调电阻VRS1连接；所述可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的基极连接；所述开关管Q3的发射极接地；所述开关管Q3的集电极与PNP三极管Q4的基极连接；所述PNP三极管Q4的集电极接地；所述PNP三极管Q4的发射极用于与待测MOS管的栅极连接；
所述MOS管SOA测试治具还包括电阻RR2、MOS管Q2、电阻RS2、电阻RS3、电容CS1以及电阻RS5；
所述脉冲发生器的输出端通过电阻RR2与MOS管Q2的栅极连接；所述MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q2的漏极与电阻RS5的一端连接；所述电阻RS5的另一端设于电阻RS2与电阻RS3之间；所述电源BAT2依次通过电阻RS2以及电阻RS3后与待测MOS管的栅极连接；所述电阻RS5的另一端通过电容CS1接地；
所述开关组件包括电阻RS6、MOS管Q3、电阻RS7以及MOS管Q1；
所述脉冲发生器的输出端经过电阻RR2后再通过电阻RS6后与MOS管Q3的栅极连接；所述MOS管Q3的源极接地；所述MOS管Q3的漏极通过电阻RS7与MOS管Q1的栅极连接；所述MOS管Q1的源极与电源BAT1连接；所述MOS管Q1的漏极与第一采样口连接。
本发明进一步设置为，所述脉冲发生器包括脉冲发生芯片U1；所述脉冲发生芯片U1的电源端与电源BAT2连接；所述脉冲发生器还包括脉冲时间调节组件。
本发明进一步设置为，所述脉冲时间调节组件包括可调电阻VR1、电阻RR3、电容CR4、电容CR2、电容CR5、开关SWF2、开关SWF1以及开关SWF3；
所述可调电阻VR1的一端与电源BAT2连接；所述可调电阻VR1的另一端与电阻RR3的一端连接；所述电阻RR3的另一端与脉冲发生芯片U1的输入端连接；所述电阻RR3的另一端通过电容CR4以及开关SWF2接地；所述电阻RR3的另一端通过电容CR2以及开关SWF1接地；所述电阻RR3的另一端通过电容CR5以及开关SWF3接地。
本发明进一步设置为，所述MOS管SOA测试治具还包括限流电阻R12、开关SW11以及开关SW12；所述电源BAT2通过开关SW11以及限流电阻R11与第一采样口连接；所述电源BAT2通过开关SW12以及限流电阻R12与第一采样口连接。
一种MOS管SOA测试治具的测试方法，包括以下步骤：
S1、根据电源BAT2的电压值与限流电阻R11的电阻值限定常态电流；
S2、将待测MOS管的开关端的两端分别放置在第一采样口与第二采样口之间；
S3、启动电源BAT2，使得待测MOS管处于饱和导通状态，测量第一采样口与第二采样口之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管SOA测试前的导通电阻Rdson1；
S4、设置脉冲发生器的单次脉冲时间；
S5、调节可调电阻VRS1，使开关Q3处于放大状态，从而控制待测MOS管的栅极电压，使待测MOS管处于未完全饱和导通状态；
S6、启动脉冲发生器，使得关闭待测MOS管的导通状态，同时通过开关组件导通，电源BAT1施加电压至待测MOS管，使得待测MOS管处于放大状态，从而对待测MOS管进行SOA测试；
S7、开关组件断开，待测MOS管进入饱和导通状态，测量第一采样口与第二采样口之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管SOA测试后的导通电阻Rdson2；
S8、根据导通电阻Rdson1与导通电阻Rdson2的差值计算待测MOS管的SOA能力及瞬态结温。
本发明的有益效果：本发明通过上述设置对单体器件做SOA做测试评估，确保产品符合规格要求；另外可以在施加能量后评估晶体的瞬态温度；另外应用器件在SOA有保证的情况下提高系统可靠性。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的电路图;
其中：1、待测MOS管；2、第一采样口；3、第二采样口。
实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
由图1可知，本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，包括电源BAT1、电源BAT2、限流电阻R11、第一采样口2、第二采样口3、脉冲发生器、可调电阻VRS1、开关管Q3以及开关组件；
所述电源BAT2通过限流电阻R11与第一采样口2连接；所述第二采样口3通过可调电阻VRS1接地；所述第一采样口2与第二采样口3之间用于放置待测MOS管1的开关端；所述可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的控制端连接；所述开关管Q3的开关端用于与待测MOS管1的栅极连接；所述脉冲发生器的输出端用于与待测MOS管1的栅极连接；所述脉冲发生器的输出端用于与开关组件的控制端连接；所述电源BAT1通过开关组件的开关端与第一采样口2连接。
具体地，本实施例所述的MOS管SOA测试治具，其工作原理为：首先根据电源BAT2的电压值与限流电阻R11的电阻值限定常态电流；然后将待测MOS管1的开关端的两端分别放置在第一采样口2与第二采样口3之间；接着启动电源BAT2，使得待测MOS管1处于饱和导通状态，测量第一采样口2与第二采样口3之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管1SOA测试前的导通电阻Rdson1；然后设置脉冲发生器的单次脉冲时间；并且调节可调电阻VRS1，使开关Q3处于放大状态，从而控制待测MOS管1的栅极电压，使待测MOS管1处于未完全饱和导通状态；接着启动脉冲发生器，使得关闭待测MOS管1的导通状态，同时通过开关组件导通，电源BAT1施加电压至待测MOS管1，使得待测MOS管1处于放大状态，从而对待测MOS管1进行SOA测试；SOA测试完成后开关组件断开，待测MOS管1进入饱和导通状态，测量第一采样口2与第二采样口3之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管1SOA测试后的导通电阻Rdson2；根据导通电阻Rdson1与导通电阻Rdson2的差值计算待测MOS管1的SOA能力，另外通过SOA测试前后的待测MOS管1的电压差能够计算出瞬态结温。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，所述脉冲发生器包括脉冲发生芯片U1；所述脉冲发生芯片U1的电源端即第八端口与电源BAT2连接；所述脉冲发生器还包括脉冲时间调节组件。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，所述脉冲时间调节组件包括可调电阻VR1、电阻RR3、电容CR4、电容CR2、电容CR5、开关SWF2、开关SWF1以及开关SWF3；
所述可调电阻VR1的一端与电源BAT2连接；所述可调电阻VR1的另一端与电阻RR3的一端连接；所述电阻RR3的另一端与脉冲发生芯片U1的输入端连接；所述电阻RR3的另一端通过电容CR4以及开关SWF2接地；所述电阻RR3的另一端通过电容CR2以及开关SWF1接地；所述电阻RR3的另一端通过电容CR5以及开关SWF3接地。
具体地，本实施例通过选择开关SWF1、开关SWF2以及开关SWF3选择单次脉冲的大致时间，另外通过调节可调VR1设定准确的单次脉冲时间。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，所述MOS管SOA测试治具还包括限流电阻R12、开关SW11以及开关SW12；所述电源BAT2通过开关SW11以及限流电阻R11与第一采样口2连接；所述电源BAT2通过开关SW12以及限流电阻R12与第一采样口2连接。
通过上述设置，能够根据用户需求，限定常态电流的电流值，其中，常态电流的电流值的计算公式为：((BAT2-0.7V)/RI1 or RI2)。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，所述MOS管SOA测试治具还包括采样电阻R13、采样电阻R14、开关SW13、开关SW14、电阻RS9以及PNP三极管Q4；所述开关管Q3为NPN三极管；
所述第二采样口3通过采样电阻R13以及开关SW13接地；所述第二采样口3通过采样电阻R14以及开关SW14接地；所述第二采样口3通过电阻RS9与可调电阻VRS1连接；所述可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的基极连接；所述开关管Q3的发射极接地；所述开关管Q3的集电极与PNP三极管Q4的基极连接；所述PNP三极管Q4的集电极接地；所述PNP三极管Q4的发射极用于与待测MOS管1的栅极连接。
具体地，通过选择开关SW13或者开关SW14选择合适的电流取样电阻R13或者取样电阻R14，调节可调VRS1使开关管Q3处于放大状态达到控制待测MOS管1的栅极电压让待测MOS管1处于未完全饱和导通状态达到恒定电流值的设定。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，所述MOS管SOA测试治具还包括电阻RR2、MOS管Q2、电阻RS2、电阻RS3、电容CS1以及电阻RS5；
所述脉冲发生器的输出端即第三端口，通过电阻RR2与MOS管Q2的栅极连接；所述MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q2的漏极与电阻RS5的一端连接；所述电阻RS5的另一端设于电阻RS2与电阻RS3之间；所述电源BAT2依次通过电阻RS2以及电阻RS3后与待测MOS管1的栅极连接；所述电阻RS5的另一端通过电容CS1接地。
具体地，通过上述设置，使得关闭待测MOS管1的导通状态。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具，所述开关组件包括电阻RS6、MOS管Q3、电阻RS7以及MOS管Q1；
所述脉冲发生器的输出端即第三端口，经过电阻RR2后，再通过电阻RS6与MOS管Q3的栅极连接；所述MOS管Q3的源极接地；所述MOS管Q3的漏极通过电阻RS7与MOS管Q1的栅极连接；所述MOS管Q1的源极与电源BAT1连接；所述MOS管Q1的漏极与第一采样口2连接。通过上述设置，使得脉冲发生器输出脉冲的时候，使得MOS管Q1导通，从而使得电源BAT1输出电压至待测MOS管1中，以进行SOA测试。
本实施例所述的一种MOS管SOA测试治具的测试方法，包括以下步骤：
S1、根据电源BAT2的电压值与限流电阻R11的电阻值限定常态电流；
S2、将待测MOS管1的开关端的两端分别放置在第一采样口2与第二采样口3之间；
S3、启动电源BAT2，使得待测MOS管1处于饱和导通状态，测量第一采样口2与第二采样口3之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管1SOA测试前的导通电阻Rdson1；
S4、设置脉冲发生器的单次脉冲时间；
S5、调节可调电阻VRS1，使开关Q3处于放大状态，从而控制待测MOS管1的栅极电压，使待测MOS管1处于未完全饱和导通状态；
S6、启动脉冲发生器，使得关闭待测MOS管1的导通状态，同时通过开关组件导通，电源BAT1施加电压至待测MOS管1，使得待测MOS管1处于放大状态，从而对待测MOS管1进行SOA测试；
S7、开关组件断开，待测MOS管1进入饱和导通状态，测量第一采样口2与第二采样口3之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管1SOA测试后的导通电阻Rdson2；
S8、根据导通电阻Rdson1与导通电阻Rdson2的差值计算待测MOS管1的SOA能力及瞬态结温。
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，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种MOS管SOA测试治具，其特征在于：包括电源BAT1、电源BAT2、限流电阻R11、第一采样口(2)、第二采样口(3)、脉冲发生器、可调电阻VRS1、开关管Q3以及开关组件；
所述电源BAT2通过限流电阻R11与第一采样口(2)连接；所述第二采样口(3)通过可调电阻VRS1接地；所述第一采样口(2)与第二采样口(3)之间用于放置待测MOS管(1)的开关端；所述可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的控制端连接；
所述MOS管SOA测试治具还包括采样电阻R13、采样电阻R14、开关SW13、开关SW14、电阻RS9以及PNP三极管Q4；所述开关管Q3为NPN三极管；
所述第二采样口(3)通过采样电阻R13以及开关SW13接地；所述第二采样口(3)通过采样电阻R14以及开关SW14接地；所述第二采样口(3)通过电阻RS9与可调电阻VRS1连接；所述可调电阻VRS1的调节端与开关管Q3的基极连接；所述开关管Q3的发射极接地；所述开关管Q3的集电极与PNP三极管Q4的基极连接；所述PNP三极管Q4的集电极接地；所述PNP三极管Q4的发射极用于与待测MOS管(1)的栅极连接；
所述MOS管SOA测试治具还包括电阻RR2、MOS管Q2、电阻RS2、电阻RS3、电容CS1以及电阻RS5；
所述脉冲发生器的输出端通过电阻RR2与MOS管Q2的栅极连接；所述MOS管Q2的源极接地；所述MOS管Q2的漏极与电阻RS5的一端连接；所述电阻RS5的另一端设于电阻RS2与电阻RS3之间；所述电源BAT2依次通过电阻RS2以及电阻RS3后与待测MOS管(1)的栅极连接；所述电阻RS5的另一端通过电容CS1接地；
所述开关组件包括电阻RS6、MOS管Q3、电阻RS7以及MOS管Q1；
所述脉冲发生器的输出端经过电阻RR2后再通过电阻RS6后与MOS管Q3的栅极连接；所述MOS管Q3的源极接地；所述MOS管Q3的漏极通过电阻RS7与MOS管Q1的栅极连接；所述MOS管Q1的源极与电源BAT1连接；所述MOS管Q1的漏极与第一采样口(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种MOS管SOA测试治具，其特征在于：所述脉冲发生器包括脉冲发生芯片U1；所述脉冲发生芯片U1的电源端与电源BAT2连接；所述脉冲发生器还包括脉冲时间调节组件。
3.根据权利要求2所述的一种MOS管SOA测试治具，其特征在于：所述脉冲时间调节组件包括可调电阻VR1、电阻RR3、电容CR4、电容CR2、电容CR5、开关SWF2、开关SWF1以及开关SWF3；
所述可调电阻VR1的一端与电源BAT2连接；所述可调电阻VR1的另一端与电阻RR3的一端连接；所述电阻RR3的另一端与脉冲发生芯片U1的输入端连接；所述电阻RR3的另一端通过电容CR4以及开关SWF2接地；所述电阻RR3的另一端通过电容CR2以及开关SWF1接地；所述电阻RR3的另一端通过电容CR5以及开关SWF3接地。
4.根据权利要求1所述的一种MOS管SOA测试治具，其特征在于：所述MOS管SOA测试治具还包括限流电阻R12、开关SW11以及开关SW12；所述电源BAT2通过开关SW11以及限流电阻R11与第一采样口(2)连接；所述电源BAT2通过开关SW12以及限流电阻R12与第一采样口(2)连接。
5.一种基于权利要求1-4任一所述MOS管SOA测试治具的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、根据电源BAT2的电压值与限流电阻R11的电阻值限定常态电流；
S2、将待测MOS管(1)的开关端的两端分别放置在第一采样口(2)与第二采样口(3)之间；
S3、启动电源BAT2，使得待测MOS管(1)处于饱和导通状态，测量第一采样口(2)与第二采样口(3)之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管(1)SOA测试前的导通电阻Rdson1；
S4、设置脉冲发生器的单次脉冲时间；
S5、调节可调电阻VRS1，使开关管Q3处于放大状态，从而控制待测MOS管(1)的栅极电压，使待测MOS管(1)处于未完全饱和导通状态；
S6、启动脉冲发生器，使得关闭待测MOS管(1)的导通状态，同时通过开关组件导通，电源BAT1施加电压至待测MOS管(1)，使得待测MOS管(1)处于放大状态，从而对待测MOS管(1)进行SOA测试；
S7、开关组件断开，待测MOS管(1)进入饱和导通状态，测量第一采样口(2)与第二采样口(3)之间的电压差值，并且通过常态电流计算出待测MOS管(1)SOA测试后的导通电阻Rdson2；
S8、根据导通电阻Rdson1与导通电阻Rdson2的差值计算待测MOS管(1)的SOA能力及瞬态结温。
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