CN117129926A - 适用于双脉冲测试的电压电流探头校正电路及校正方法 - Google Patents
适用于双脉冲测试的电压电流探头校正电路及校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117129926A CN117129926A CN202310678749.0A CN202310678749A CN117129926A CN 117129926 A CN117129926 A CN 117129926A CN 202310678749 A CN202310678749 A CN 202310678749A CN 117129926 A CN117129926 A CN 117129926A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- current probe
- probe
- time delay
- correction circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
- G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2637—Circuits therefor for testing other individual devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
- G01R35/02—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass of auxiliary devices, e.g. of instrument transformers according to prescribed transformation ratio, phase angle, or wattage rating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，包括电容、MOSFET、供电电源和四个电阻，本发明能够对电压探头和电流探头之间的时延进行校正。本发明还公开了一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，包括系统上电，通过控制器向电压电流探头校正电路发送窄脉冲信号，MOSFET导通，计算电流探头和电压探头间的时延差值，并判断时延差值是否均小于设定的最大可接受时延值并校正，本发明实现对电压探头和电流探头之间的时延进行校正，有效提高了电压、电流探头在宽禁带半导体器件双脉冲测试时的准确性。
Description
技术领域
本发明属于宽禁带半导体双脉冲测试技术领域，涉及适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，还涉及一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法。
背景技术
与传统硅基功率器件相比，宽禁带半导体器件具有更高的开关频率、更高的导热率、更高的操作温度和更低的开关和传导损耗，在提升系统功率密度的同时也降低了系统成本。为了对宽禁带半导体器件的动态开关特性(如开关延迟时间、电流电压上升下降时间及开关损耗等)进行评估，通常需要对其进行双脉冲测试，利用示波器及相应的电压、电流探头对器件的栅源极电压、漏源极电压及漏极电流进行同步测量来获取动态开关参数。然而，宽禁带半导体器件的高速开关特性在对电压、电流探头的带宽提出要求的同时，更对电压、电流探头之间的测量同步性提出较高要求。根据动态开关参数的定义，开关延迟时间由栅极电压信号和电流信号共同决定，开关损耗则由漏源极电压和漏极电流同时决定。因此，使用电压、电流探头测量栅源极电压、漏源极电压及漏极电流三个参数时，除了要确保探头具有足够的带宽，还需要进行时延校正，确保电压、电流信号的同步性。研究显示，在宽禁带半导体器件动态测试中，1～2ns的探头时延就可能造成30％以上的开关损耗测量误差，致使测量数据严重失信。
发明内容
本发明的目的是提供适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，能够对电压探头和电流探头之间的时延进行校正，确保双脉冲测试时宽禁带半导体器件栅极电压、电流信号的同步性。
本发明的另一目的是提供一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，实现对电压探头和电流探头之间的时延进行校正，有效提高了电压、电流探头在宽禁带半导体器件双脉冲测试时的准确性。
本发明采用的第一种技术方案是，适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，与电压探头、电流探头分别连接，包括电容、MOSFET、供电电源和四个电阻。
本发明第一种技术方案的特点还在于，
MOSFET包括P型MOSFET和n型MOSFET。
四个电阻分别为电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，电阻R1一端与供电电源VCC连接，另一端分别与电容C1、电阻R2、P型MOSFET Q2的漏极连接，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端分别与Q2的栅极、n型MOSFET Q1的漏极连接，Q1的栅极分别与电阻R4、输入信号连接，Q1的漏极与电阻R4的另一端连接并接地，Q2的源极连接在电阻R3一端，电阻R3的另一端分别与电流探头一端、两个电压探头一端连接，电流探头的另一端及两个电压探头的地线一起接地。
本发明采用的第二种技术方案是，一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，应用本发明的电压电流探头校正电路对电流探头和电压探头之间进行时延校正，具体为，系统上电，通过控制器向电压电流探头校正电路发送窄脉冲信号，Q1和Q2导通，计算电流探头和电压探头间的时延差值，并判断时延差值是否均小于设定的最大可接受时延值，若是则校正结束，若否则对电压探头进行时间补偿，然后重复前述操作，直至时延差值均小于设定的最大可接受时延值。
本发明第二种技术方案的特点还在于，
具体按照以下步骤实施：
步骤1：在t0时刻，校正电路上电，VCC通过电阻R1向电容C1充电，经过时间t1，电容C1两端电压由0V逐渐上升至VCC；
步骤2：通过控制器向电压电流探头校正电路发送一个窄脉冲信号，Q1导通致使Q2栅源极呈负压而导通，电容C1通过Q2、电阻R3向电流探头放电，电流探头两端产生瞬时压降，该瞬时电压上升沿时刻记为t2，两电压探头也会采集到分流器两端的瞬时压降，两电压探头采集到的瞬时电压上升沿时刻与电流探头的电压上升沿时刻分别记为t3和t4，记电流探头与一电压探头的时延差值ΔT1＝t3-t2，电流探头与另一电压探头的时延差值ΔT2＝t4-t2；
步骤3：判断ΔT1和ΔT2是否均小于最大可接受时延T，若是，则校正结束；若否，对两电压探头分别进行时间补偿，补偿时间分别为ΔT1和ΔT2，重复步骤2-步骤3，直至ΔT1和ΔT2均小于T为止。
本发明的有益效果是：
本发明适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，能够对电压探头和电流探头之间的时延进行校正，实现了电流探头(分流器)、电压探头之间的测量同步性，即确保双脉冲测试时宽禁带半导体器件栅极电压、电流信号的同步性，，提升了宽禁带半导体器件双脉冲测试中开关延迟及开关损耗的精确度。
本发明一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，实现了对电压探头和电流探头之间的时延进行校正，避免了宽禁带半导体器件双脉冲测试中开关损耗测量误差，保证了测量的准确性。
附图说明
图1是本发明适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路图；
图2是本发明一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，与电压探头、电流探头分别连接，包括电容、P型MOSFET、n型MOSFET、供电电源和四个电阻；
如图1所示，四个电阻分别为电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，电阻R1一端与供电电源VCC连接，另一端分别与电容C1、电阻R2、P型MOSFET Q2的漏极连接，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端分别与Q2的栅极、n型MOSFET Q1的漏极连接，Q1的栅极分别与电阻R4、输入信号连接，Q1的漏极与电阻R4的另一端连接并接地，Q2的源极连接在电阻R3一端，电阻R3的另一端分别与电流探头一端、两个电压探头一端连接，电流探头的另一端及两个电压探头的地线一起接地。
实施例2
本实施例提供一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，应用实施例1的电压电流探头校正电路对电流探头和电压探头之间进行时延校正，如图2所示，具体为，系统上电，通过控制器向电压电流探头校正电路发送窄脉冲信号，Q1和Q2导通，计算电流探头和电压探头间的时延差值，并判断时延差值是否均小于设定的最大可接受时延值，若是则校正结束，若否则对电压探头进行时间补偿，然后重复前述操作，直至时延差值均小于设定的最大可接受时延值。
实施例3
本实施例提供一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，如图2所示，在实施例2的基础上，具体按照以下步骤实施：
步骤1：在t0时刻，校正电路上电，VCC通过电阻R1向电容C1充电，经过时间t1，电容C1两端电压由0V逐渐上升至VCC；
步骤2：通过控制器向电压电流探头校正电路发送一个窄脉冲信号，Q1导通致使Q2栅源极呈负压而导通，电容C1通过Q2、电阻R3向电流探头放电，电流探头两端产生瞬时压降，该瞬时电压上升沿时刻记为t2，两电压探头也会采集到分流器两端的瞬时压降，两电压探头采集到的瞬时电压上升沿时刻与电流探头的电压上升沿时刻分别记为t3和t4，记电流探头与一电压探头的时延差值ΔT1＝t3-t2，电流探头与另一电压探头的时延差值ΔT2＝t4-t2；
步骤3：判断ΔT1和ΔT2是否均小于最大可接受时延T，若是，则校正结束；若否，对两电压探头分别进行时间补偿，补偿时间分别为ΔT1和ΔT2，重复步骤2-步骤3，直至ΔT1和ΔT2均小于T为止。
Claims (5)
1.适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，与电压探头、电流探头分别连接，其特征在于，包括电容、MOSFET、供电电源和四个电阻。
2.根据权利要求1所述的适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，其特征在于，所述MOSFET包括P型MOSFET和n型MOSFET。
3.根据权利要求2所述的适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头校正电路，其特征在于，所述四个电阻分别为电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，所述电阻R1一端与供电电源VCC连接，另一端分别与电容C1、电阻R2、P型MOSFET Q2的漏极连接，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R2的另一端分别与Q2的栅极、n型MOSFET Q1的漏极连接，所述Q1的栅极分别与电阻R4、输入信号连接，Q1的漏极与电阻R4的另一端连接并接地，所述Q2的源极连接在电阻R3一端，所述电阻R3的另一端分别与电流探头一端、两个电压探头一端连接，所述电流探头的另一端及两个电压探头的地线一起接地。
4.一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，应用如权利要求3所述的电压电流探头校正电路对电流探头和电压探头之间进行时延校正，其特征在于，具体为，系统上电，通过控制器向电压电流探头校正电路发送窄脉冲信号，所述Q1和Q2导通，计算电流探头和电压探头间的时延差值，并判断时延差值是否均小于设定的最大可接受时延值，若是则校正结束，若否则对电压探头进行时间补偿，然后重复前述操作，直至时延差值均小于设定的最大可接受时延值。
5.根据权利要求4所述的一种适用于宽禁带半导体器件双脉冲测试的电压电流探头的校正方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1：在t0时刻，校正电路上电，VCC通过电阻R1向电容C1充电，经过时间t1，电容C1两端电压由0V逐渐上升至VCC；
步骤2：通过控制器向电压电流探头校正电路发送一个窄脉冲信号，Q1导通致使Q2栅源极呈负压而导通，电容C1通过Q2、电阻R3向电流探头放电，电流探头两端产生瞬时压降，该瞬时电压上升沿时刻记为t2，两电压探头也会采集到分流器两端的瞬时压降，两电压探头采集到的瞬时电压上升沿时刻与电流探头的电压上升沿时刻分别记为t3和t4，记电流探头与一电压探头的时延差值ΔT1＝t3-t2，电流探头与另一电压探头的时延差值ΔT2＝t4-t2；
步骤3：判断ΔT1和ΔT2是否均小于最大可接受时延T，若是，则校正结束；若否，对电压探头1和电压探头2分别进行时间补偿，补偿时间分别为ΔT1和ΔT2，重复步骤2-步骤3，直至ΔT1和ΔT2均小于T为止。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310678749.0A CN117129926A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 适用于双脉冲测试的电压电流探头校正电路及校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310678749.0A CN117129926A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 适用于双脉冲测试的电压电流探头校正电路及校正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117129926A true CN117129926A (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=88857197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310678749.0A Pending CN117129926A (zh) | 2023-06-08 | 2023-06-08 | 适用于双脉冲测试的电压电流探头校正电路及校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117129926A (zh) |
-
2023
- 2023-06-08 CN CN202310678749.0A patent/CN117129926A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108738350B (zh) | 高分辨率功率电子器件测量 | |
| CN107621599B (zh) | 一种测量igbt在高温反偏试验中结温变化的方法 | |
| JP3727103B2 (ja) | 半導体素子の試験方法 | |
| CN110376539B (zh) | 一种校准示波器通道的测量延时方法、装置及校准设备 | |
| CN111257719A (zh) | 有源mosfet电压钳位电路、钳位方法和双脉冲测试电路 | |
| CN107345996A (zh) | 场效应管测试电路及测试方法 | |
| US20070013407A1 (en) | Method for measuring FET characteristics | |
| KR20060113499A (ko) | Ｆｅｔ 특성 측정 시스템 | |
| CN109494972A (zh) | 基于增强型氮化镓器件的死区时间设置方法 | |
| CN114839499A (zh) | 基于动态阈值电压的功率器件结温在线监测系统 | |
| CN111965404A (zh) | 一种示波器的相位延迟获取装置及获取方法 | |
| CN110346703B (zh) | 一种消除超快速半导体元器件测试中寄生电容影响的方法 | |
| CN117129926A (zh) | 适用于双脉冲测试的电压电流探头校正电路及校正方法 | |
| CN112444710A (zh) | 用于被测器件的表征的脉冲高电流技术 | |
| CN116609629A (zh) | 一种功率半导体器件健康监测电路及方法 | |
| Nitzsche et al. | Precise voltage measurement for power electronics with high switching frequencies | |
| CN115993514A (zh) | 一种SiC Mosfet阈值电压监测系统及方法 | |
| CN110673009B (zh) | 一种用于高压下SiC MOS热阻测量的栅漏短路及栅压供给装置 | |
| Aeloiza et al. | Online Health Monitoring and Aging Prognostics for SiC Power Converters | |
| CN108562840A (zh) | 一种温度敏感电参数标定方法 | |
| CN116224003B (zh) | Mos型半导体器件的阈值电压稳定性测试电路 | |
| CN116359701B (zh) | 氮化镓器件的测试电路及方法 | |
| CN221124842U (zh) | 漏电检测装置和漏电检测系统 | |
| Schröder | How the heck do i measure a gate drive slewing at 70 kV/us? | |
| CN221056588U (zh) | 一种igbt动态结温测试电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |