CN212586493U - 一种瞬态热阻测试电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种瞬态热阻测试电路，其测试电路包括模块1、模块2、模块3、开关、电阻、被测器件、电压采样模块，所述被测器件以工作特性分为一个驱动端口和两个工作端口，对所述驱动端口施加驱动电压时两个工作端口导通；其模块1通过开关与被测器件的驱动端口和两个工作端口连接，模块2通过电阻与被测器件的驱动端口和第一工作端口连接，模块3与被测器件的第二工作端口连接，电压采样模块的正极与被测器件的第一工作端口连接，电压采样模块的负极与被测器件的第二工作端口连接；本实用新型的一种瞬态热阻测试电路，能够在功率脉冲加热被测器件时高速切换为额定电流并快速进行瞬态热阻测试。

Description

一种瞬态热阻测试电路

技术领域

本实用新型涉及集成电路测试技术领域，尤其是一种瞬态热阻测试电路。

背景技术

在目前，功率半导体器件在功率脉冲条件下工作时，器件的温升与功率脉冲宽度及占空比有关，在设定施加功率、功率脉冲时间、脉冲占空比的测试条件下，通过半导体器件内部某种对温度敏感的特性来表征器件的温度变化，计算得到瞬态热阻。

瞬态热阻，表征的是成品半导体器件的散热能力的参数，用于检测器件封装的效果，一般热阻的指标应该是℃/W，即每W产生的温差。假设器件在良好恒温散热器上，器件持续1W发热，器件外壳与散热器之间的温差就是外壳热阻，管芯与器件外壳之间的温差为管芯热阻。但这个热阻参数很难在生产中快速测试。

因此有了另一种表征瞬态热阻的方式，半导体器件一般有固定的温度特性，例如在固定正向电流下二极管的压降是0.6V左右，有较为线性的负温度系数，一般-2mV/℃，利用这个特性，可以快速测试二极管、三极管、MOSFET的管芯散热能力，例如MOSFET的Dvsd就是表征MOS管的散热能力的参数，与热阻有等效关系，所以也称为热阻。

半导体器件的瞬态热阻与芯片及封装的几何尺寸、比热容、热扩散系数等有关，因此半导体器件的瞬态热阻可以反映出器件的很多特性。

发明内容

在本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供了一种瞬态热阻测试电路，可以在功率脉冲加热被测器件时高速切换为额定小电流并快速进行瞬态热阻测试。

为了实现本实用新型的目的，所采用的技术方案是：

本实用新型的瞬态热阻测试电路，用于测试半导体器件的瞬态热阻，其测试电路包括模块1、模块2、模块3、开关、电阻、被测器件、电压采样模块，所述被测器件以工作特性分为一个驱动端口和两个工作端口，对所述驱动端口施加驱动电压时两个工作端口导通，其模块1通过开关与被测器件的驱动端口和两个工作端口连接，模块2通过电阻与被测器件的驱动端口和第一工作端口连接，模块3与被测器件的第二工作端口连接，电压采样模块的正极与被测器件的第一工作端口连接，电压采样模块的负极与被测器件的第二工作端口连接。

上述模块1包括：恒压源、恒流源、电阻、运算放大器，恒压源的正极通过开关与被测器件的第二工作端口连接，恒压源的负极通过恒流源经过开关与被测器件的第一工作端口连接，所述恒流源的负极通过运算放大器的反向输入端经过运算放大器的输出端与被测器件的驱动端口连接，恒压源与恒流源向被测器件提供规定恒定的加热功率脉冲，运算放大器为驱动端口提供驱动电压。

上述模块2包括：电阻、恒流源，恒流源通过电阻与第一工作端口连接，恒流源为第一工作端口提供恒定电流。

上述模块3包括：电阻、开关，电阻经过开关与第二工作端口连接。

本实用新型的瞬态热阻测试电路，其包括以下步骤：

S101：被测器件的驱动端口电压反偏，模块2向第一工作端口加载额定电流，电压采样模块测试第一工作端口与第二工作端口的电压V1；

S102：被测器件通过恒压源恒定第一工作端口与第二工作端口之间的电流，通过闭环调整驱动端口的电压，恒定第一工作端口与第二工作端口之间的电压，对被测器件的管芯进行加热；

S103：通过关断运放内部电子开关，致使被测器件迅速关断，等待50uS后，模块2向第一工作端口加载额定电流，电压采样模块测试第一工作端口与第二工作端口的电压V2；

S104：断电，

其中T代表了被测器件的管芯升高的温度，也代表被测器件的散热能力；

本实用新型的瞬态热阻测试电路的有益效果是：本实用新型的瞬态热阻测试电路可以在功率脉冲加热被测器件时高速切换为额定小电流并快速进行瞬态热阻测试。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是实施例的瞬态热阻测试电路原理图；

图2是测量MOSFET器件瞬态热阻时管脚信号示意图；

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的一种瞬态热阻测试电路进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一：

如图1所示，本实施例的瞬态热阻测试电路用于测量MOSFET的瞬态热阻，该瞬态热阻测试电路包括模块1、模块2、模块3、开关、电阻、MOSFET、电压采样模块，所述MOSFET以工作特性分为栅极端口、源极端口、漏极端口，对栅极端口施加驱动电压时源极端口与漏极端口导通；其模块1通过开关与MOSFET的栅极端口、源极端口、漏极端口连接，模块2通过电阻与MOSFET的栅极端口和源极端口连接，模块3与MOSFET的漏极端口连接，电压采样模块的正极与MOSFET的源极端口连接，电压采样模块的负极与MOSFET的漏极端口连接。

当然本实施例的MOSFET还可以替换为三极管或IGBT等，对此不作限制。

本实用新型的瞬态热阻测试电路，其MOSFET热阻测试包括以下步骤：

S101：MOSFET的栅极端口电压反偏，模块2向源极端口加载额定电流，电压采样模块测试源极端口与漏极端口的电压Vsd1；

S102：MOSFET通过恒压源恒定源极端口与漏极端口之间的电流，通过闭环调整栅极端口的电压，恒定源极端口与漏极端口之间的电压，对MOSFET的管芯进行加热；

S103：通过关断运算放大器内部的电子开关，致使MOSFET的栅极端口迅速关断，等待50uS后，模块2向源极端口加载额定电流，电压采样模块测试源极端口与漏极端口的电压Vsd2；

S104：断电，

其中T代表了被测器件的管芯升高的温度，也代表被测器件的散热能力；

实施例二：

如图2所示，待测MOSFET器件管脚信号依次是：VGS为被测MOSFET器件栅极与源极之间的电压；IDS为流过被测MOSFET器件漏极与源极之间的电流；VDS为被测MOSFET器件漏极与源极之间的电压；由于从模块1的运算放大器内部的电子开关从使能到禁止的时间为6uS，故时间DT为44uS。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种瞬态热阻测试电路，用于测试被测器件的瞬态热阻值，其特征在于；包括模块1、模块2、模块3、第一开关、第一电阻、被测器件、电压采样模块；

所述模块1 通过第一开关与被测器件的驱动端口和两个工作端口连接；

所述模块2 通过第一电阻与被测器件的驱动端口和第一工作端口连接；

所述模块3 与被测器件的第二工作端口连接；

所述第一电阻连接被测器件的驱动端口和第一工作端口；

所述电压采样模块的正极与被测器件的第一工作端口连接，电压采样模块的负极与被测器件的第二工作端口连接。

2.根据权利要求1 所述的瞬态热阻测试电路，其特征在于：所述模块1 包括恒压源、第一恒流源、第二电阻、运算放大器，恒压源的正极通过第一开关与被测器件的第二工作端口连接，恒压源的负极通过第一恒流源经过第一开关与被测器件的第一工作端口连接，所述第一恒流源的负极通过运算放大器的反向输入端经过运算放大器的输出端与被测器件的驱动端口连接，恒压源与第一恒流源向被测器件提供规定恒定的加热功率脉冲，运算放大器为驱动端口提供驱动电压。

3.根据权利要求1 所述的瞬态热阻测试电路，其特征在于：所述模块2 包括第三电阻、第二恒流源；第二恒流源通过第三电阻与第一工作端口连接，第二恒流源为第一工作端口提供恒定电流。

4.根据权利要求1 所述的瞬态热阻测试电路，其特征在于：所述模块3 包括第三电阻、第二开关；第三电阻经过第二开关与第二工作端口连接。

5.根据权利要求1 所述的瞬态热阻测试电路，其特征在于：当被测器件的驱动端口电压反偏，模块2能够向第一工作端口加载额定电流，电压采样模块能够测试第一工作端口与第二工作端口的电压；所述被测器件具有能够进行加热的管芯。

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