JP5742681B2 - Semiconductor device test apparatus and test method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、アバランシェ状態になるような負荷を半導体素子にかけることが可能な試験装置及びその試験方法に関する。   The present invention relates to a test apparatus capable of applying a load that causes an avalanche state to a semiconductor element, and a test method therefor.

アバランシェ状態になるような負荷を半導体素子にかけるスクリーニング試験(アバランシェ負荷試験)を実施可能な試験装置として、例えば特許文献1に開示された試験装置が知られている。この試験装置は、半導体素子がアバランシェ破壊した場合において、その破壊時点から半導体素子に流れる電流が遮断されるまでの間に、半導体素子の破壊が進行するのを軽減するため、半導体素子がアバランシェ状態になる直前に半導体素子と電源とを切り離すことにより、アバランシェ状態のときのエネルギーの供給源をコイルのみにするものである。これにより、半導体素子の破壊発生後に半導体素子に流れる電流の上昇が抑えられるため、過電流による半導体素子の破壊進行を抑制することができる。   For example, a test apparatus disclosed in Patent Document 1 is known as a test apparatus capable of performing a screening test (avalanche load test) in which a load that causes an avalanche state is applied to a semiconductor element. In this test apparatus, when a semiconductor element breaks an avalanche, the semiconductor element is in an avalanche state in order to reduce the progress of destruction of the semiconductor element from the point of destruction until the current flowing through the semiconductor element is cut off. By separating the semiconductor element and the power supply immediately before becoming, the energy supply source in the avalanche state is limited to the coil. As a result, an increase in the current flowing through the semiconductor element after the occurrence of the breakdown of the semiconductor element is suppressed, so that the progress of the breakdown of the semiconductor element due to an overcurrent can be suppressed.

特開2009−145302号公報JP 2009-145302 A

図1は、特許文献1に開示された試験回路の概略構成図である。図2は、図1の試験回路の動作波形を示したタイムチャートの一例である。半導体素子のアバランシェ破壊時には、リレー2をオンしてからリレー3をオフするシーケンスで試験回路を動かすことが好ましい(図2のタイミングt3からt4の期間を参照)。なぜならば、先にリレー3をオフすると、コイル14からの電流の行き場が無くなるため、コイル14とリレー3との接点の電圧が急激に上昇してリレー2,3の耐圧を超える結果、リレー2,3が破壊するおそれがあるからである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a test circuit disclosed in Patent Document 1. In FIG. FIG. 2 is an example of a time chart showing operation waveforms of the test circuit of FIG. When the avalanche of the semiconductor element is destroyed, it is preferable to move the test circuit in a sequence in which the relay 2 is turned on and then the relay 3 is turned off (see the period from timing t3 to t4 in FIG. 2). This is because if the relay 3 is turned off first, the current source from the coil 14 disappears, so that the voltage at the contact point between the coil 14 and the relay 3 suddenly rises and exceeds the withstand voltage of the relays 2 and 3. , 3 may be destroyed.

特許文献1に開示の技術では、半導体素子のアバランシェ破壊を検知してからリレー3をオフするまでの時間に半導体素子に流れる電流の上昇を抑制できるものの、アバランシェ破壊時の電流がそもそも大きすぎる場合には、その時間が半導体素子の破壊進行に影響を与えるおそれがある。   In the technique disclosed in Patent Document 1, an increase in the current flowing through the semiconductor element can be suppressed during the time from when the avalanche breakdown of the semiconductor element is detected until the relay 3 is turned off, but the current at the time of avalanche breakdown is too large in the first place In such a case, the time may affect the progress of destruction of the semiconductor element.

そこで、本発明は、アバランシェ破壊した半導体素子に電流が流れ続けることを抑えることができる、半導体素子の試験装置及びその試験方法の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device test apparatus and a test method thereof that can suppress a current from continuing to flow through an avalanche-destructed semiconductor device.

上記目的を達成するため、本発明に係る半導体素子の試験装置は、
インダクタと、
前記インダクタに接続される半導体素子がアバランシェ破壊した後に前記インダクタに流れる電流を還流させる還流回路と
前記インダクタと前記半導体素子との間に設けられる遮断手段とを備え、
前記還流回路が、前記インダクタと前記半導体素子と前記遮断手段が構成された閉回路よりも低いインピーダンスを有し、
前記電流が前記還流回路を還流してから、前記遮断手段が前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を遮断する、ことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a semiconductor device testing apparatus according to the present invention comprises:
An inductor;
A reflux circuit that circulates a current flowing through the inductor after a semiconductor element connected to the inductor is avalanche destroyed ;
A blocking means provided between the inductor and the semiconductor element ,
The return circuit, have a lower impedance than the inductor and the semiconductor element and the closed circuit wherein the blocking means is configured,
The interruption means cuts off the electric conduction between the inductor and the semiconductor element after the current has flowed back through the return circuit .

また、上記目的を達成するため、本発明に係る半導体素子の試験方法は、
インダクタに遮断手段を介して接続される半導体素子がアバランシェ破壊した後に、前記インダクタに流れる電流を、前記インダクタと前記半導体素子と前記遮断手段が構成された閉回路よりもインピーダンスが低い還流回路に還流させ
前記電流を前記還流回路に還流させてから、前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を前記遮断手段により遮断する、ことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a test method for a semiconductor device according to the present invention includes:
After the semiconductor element connected to the inductor via the cutoff means is avalanche broken, the current flowing through the inductor is returned to the reflux circuit having a lower impedance than the closed circuit in which the inductor, the semiconductor element, and the cutoff means are configured. then,
The electric current between the inductor and the semiconductor element is interrupted by the interrupting means after the current is caused to return to the reflux circuit .

本発明によれば、アバランシェ破壊した半導体素子に電流が流れ続けることを抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to suppress current from continuing to flow through a semiconductor element that has undergone avalanche breakdown.

特許文献1に開示された試験回路の概略構成図である。2 is a schematic configuration diagram of a test circuit disclosed in Patent Document 1. FIG. 図1の試験回路の動作波形を示したタイムチャートの一例である。It is an example of the time chart which showed the operation | movement waveform of the test circuit of FIG. 本発明に係る半導体素子の試験装置の第1の実施形態である試験回路の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a test circuit that is a first embodiment of a semiconductor device test apparatus according to the present invention; 半導体素子10の第1の試験方法による図3の試験回路の動作波形を示したタイムチャートの一例である。FIG. 4 is an example of a time chart showing operation waveforms of the test circuit of FIG. 3 according to a first test method of the semiconductor element 10. 本発明に係る半導体素子の試験装置の第2の実施形態である試験回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the test circuit which is 2nd Embodiment of the testing apparatus of the semiconductor element concerning this invention. 半導体素子10の第2の試験方法による図5の試験回路の動作波形を示したタイムチャートの一例である。6 is an example of a time chart showing operation waveforms of the test circuit of FIG. 5 according to a second test method of the semiconductor element 10;

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明に係る半導体素子の試験装置の第1の実施形態である試験回路の概略構成図である。本試験回路は、検査対象素子である半導体素子10のアバランシェ破壊試験をするための回路である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a test circuit which is the first embodiment of the semiconductor device test apparatus according to the present invention. This test circuit is a circuit for performing an avalanche destructive test of the semiconductor element 10 that is an element to be inspected.

半導体素子10は、例えば、半導体素子10の制御電極に入力される駆動信号に従ってオン/オフ動作を行うスイッチング素子である。半導体素子10の具体例として、IGBT,MOSFETなどの電圧駆動型のトランジスタが挙げられる。また、半導体素子10は、バイポーラトランジスタでもよい。図3は、半導体素子10が、第1の主電極であるコレクタ(C)と、第2の主電極であるエミッタ(E)と、制御電極であるゲート(G)との3端子を有するNチャンネルIGBTの場合を示した図である。もちろん、半導体素子10を、第1の主電極であるドレイン(D)と、第2の主電極であるソース(S)と、制御電極であるゲート(G)との3端子を有するパワーMOSFETに置き換えてもよい。   The semiconductor element 10 is, for example, a switching element that performs an on / off operation according to a drive signal input to a control electrode of the semiconductor element 10. Specific examples of the semiconductor element 10 include voltage-driven transistors such as IGBTs and MOSFETs. The semiconductor element 10 may be a bipolar transistor. In FIG. 3, the semiconductor element 10 has N terminals having three terminals of a collector (C) as a first main electrode, an emitter (E) as a second main electrode, and a gate (G) as a control electrode. It is the figure which showed the case of channel IGBT. Of course, the semiconductor element 10 is formed into a power MOSFET having three terminals of the drain (D) as the first main electrode, the source (S) as the second main electrode, and the gate (G) as the control electrode. It may be replaced.

電源12は、コイル14(例えば、30μHのコイル)を介して半導体素子10のコレクタ−エミッタ間(CE間)に電源電圧(例えば、650V)を印加する電源装置である。電源12は、バッテリ、電池、コンデンサなどの蓄電装置でもよい。電源12の正極と負極間にはコンデンサ17が設けられてもよい。両極間にコンデンサ17を設けることによって、電源12の電源電圧の平滑化が可能となる。また、電源12の両極間に(すわなち、コンデンサ17に並列に)、電源12の正極側をアノードとするダイオード19と抵抗18とを直列接続した電荷消費回路を設けてもよい。この電荷消費回路を設けることによって、コンデンサ17の過充電を防ぐことができる。   The power supply 12 is a power supply device that applies a power supply voltage (for example, 650 V) between the collector and the emitter (between CE) of the semiconductor element 10 via a coil 14 (for example, a 30 μH coil). The power source 12 may be a power storage device such as a battery, a battery, or a capacitor. A capacitor 17 may be provided between the positive electrode and the negative electrode of the power supply 12. By providing the capacitor 17 between both electrodes, the power supply voltage of the power supply 12 can be smoothed. Further, a charge consuming circuit in which a diode 19 having a positive electrode side of the power supply 12 as an anode and a resistor 18 are connected in series may be provided between both electrodes of the power supply 12 (that is, in parallel with the capacitor 17). By providing this charge consuming circuit, overcharging of the capacitor 17 can be prevented.

逆流防止用のダイオード16と電力消費用の抵抗15とを直列に接続された放電回路30が、インダクタの一例であるコイル14に並列に設けられている。放電回路30を設けることによって、コイル14に蓄積されたエネルギーを放電して、半導体素子10に過電流が流れることを防止することができる。また、放電回路30は、詳細な説明については後述するが、リレー2とリレー4とを備えている。   A discharge circuit 30 in which a backflow preventing diode 16 and a power consuming resistor 15 are connected in series is provided in parallel to a coil 14 which is an example of an inductor. By providing the discharge circuit 30, the energy accumulated in the coil 14 can be discharged and an overcurrent can be prevented from flowing through the semiconductor element 10. The discharge circuit 30 includes a relay 2 and a relay 4, which will be described in detail later.

リレー1は、電源12による半導体素子10への電圧印加を遮断する遮断手段である。リレー1は、例えば、電源12の正極とコイル14との間の通電を遮断可能なように設けられる。リレー1とコイル14との間の中間点と、電源12の負極との間には、順方向の向きが同じダイオード13,21が直列に接続されている。ダイオード13,21は、カソードがリレー1とコイル14との間の中間点側に配置され、アノードが電源12の負極側に配置されている。リレー1によって電源12による半導体素子10への電圧印加が遮断されると、ダイオード13,21を介してコイル14及び半導体素子10に還流電流が流れる。   The relay 1 is a blocking unit that blocks voltage application to the semiconductor element 10 by the power supply 12. The relay 1 is provided, for example, so as to be able to cut off the energization between the positive electrode of the power source 12 and the coil 14. Diodes 13 and 21 having the same forward direction are connected in series between the intermediate point between the relay 1 and the coil 14 and the negative electrode of the power supply 12. The diodes 13 and 21 have a cathode arranged on the intermediate point side between the relay 1 and the coil 14 and an anode arranged on the negative electrode side of the power supply 12. When voltage application to the semiconductor element 10 by the power source 12 is interrupted by the relay 1, a reflux current flows through the coil 13 and the semiconductor element 10 via the diodes 13 and 21.

リレー2は、コイル14の両端を放電回路30で短絡する短絡手段である。リレー2のオンによって、コイル14の両端は放電回路30によって短絡される。リレー2のオフによって、抵抗15に流れる電流が遮断される。   The relay 2 is a short-circuit unit that short-circuits both ends of the coil 14 with the discharge circuit 30. When the relay 2 is turned on, both ends of the coil 14 are short-circuited by the discharge circuit 30. When the relay 2 is turned off, the current flowing through the resistor 15 is interrupted.

リレー3は、半導体素子10のCE間に流れる電流を遮断する遮断手段である。リレー3は、例えば、コイル14と半導体素子10のコレクタとの間の通電を遮断するように設けられる。リレー3がオフすることによって、半導体素子10のCE間に流れる電流が遮断される。   The relay 3 is a blocking unit that blocks current flowing between the CEs of the semiconductor element 10. The relay 3 is provided, for example, so as to cut off the energization between the coil 14 and the collector of the semiconductor element 10. When the relay 3 is turned off, the current flowing between the CEs of the semiconductor element 10 is interrupted.

リレー4は、リレー3がオフするよりも前に、破壊した半導体素子10のコレクタへの電流の流入を遮断する遮断手段である。リレー4がオンすることによって、リレー3がオフするよりも前に、破壊した半導体素子10のコレクタへの電流の流入が遮断される。   The relay 4 is a blocking means that blocks the inflow of current to the collector of the destroyed semiconductor element 10 before the relay 3 is turned off. When the relay 4 is turned on, the inflow of current to the collector of the destroyed semiconductor element 10 is interrupted before the relay 3 is turned off.

リレー1,2,3,4は、例えば、IGBTやパワーMOSFET等の半導体スイッチング素子で構成されるとよい。また、他の遮断手段に置き換えてもよい。   The relays 1, 2, 3, and 4 are preferably composed of semiconductor switching elements such as IGBTs and power MOSFETs, for example. Moreover, you may replace with another interruption | blocking means.

駆動部11は、半導体素子10をオン/オフさせるための駆動信号を半導体素子10のゲートに対して出力する。駆動部11が出力する駆動信号は、パルス信号であればよい。駆動部11の具体例として、パルスジェネレータが挙げられる。半導体素子10は、例えば、パルス信号のレベルがLoレベルからHiレベルに切り替わることによってターンオンし、HiレベルからLoレベルに切り替わることによってターンオフする。駆動部11は、半導体素子10のCE間に流れるCE間電流を検出する電流センサ20等の電流検出手段からの検出信号に基づいて、半導体素子10をオフさせるためのオフ駆動信号を出力する。また、駆動部11は、半導体素子10のCE間電流の電流状態やCE間電圧の電圧状態に基づいて、リレー1,2,3,4をオン/オフさせるためのリレー作動信号をリレー1,2,3,4に対して出力する。   The drive unit 11 outputs a drive signal for turning on / off the semiconductor element 10 to the gate of the semiconductor element 10. The drive signal output from the drive unit 11 may be a pulse signal. A specific example of the drive unit 11 is a pulse generator. For example, the semiconductor element 10 is turned on when the level of the pulse signal is switched from the Lo level to the Hi level, and is turned off when the level of the pulse signal is switched from the Hi level to the Lo level. The drive unit 11 outputs an off drive signal for turning off the semiconductor element 10 based on a detection signal from a current detection unit such as a current sensor 20 that detects an inter-CE current flowing between the CEs of the semiconductor element 10. Further, the drive unit 11 sends a relay operation signal for turning on / off the relays 1, 2, 3, 4 based on the current state of the CE current of the semiconductor element 10 and the voltage state of the CE voltage. Output to 2, 3, and 4.

なお、駆動部11は、マイクロコンピュータ等の制御部が含まれてよい。当該制御部は、例えば、半導体素子10のCE間電流の電流状態やCE間電圧の電圧状態や不図示の他の入力装置からの入力信号(例えば、ユーザからの操作信号)に基づいて、半導体素子10の駆動信号やリレー作動信号の出力を指令する出力指令信号を駆動部11に対して出力する。   The drive unit 11 may include a control unit such as a microcomputer. For example, the control unit is configured based on the current state of the CE current of the semiconductor element 10, the voltage state of the CE voltage, and an input signal (for example, an operation signal from the user) from another input device (not illustrated). An output command signal for commanding output of the drive signal of the element 10 and the relay operation signal is output to the drive unit 11.

図3に示される試験回路は、リレー2と抵抗15との直列回路に並列にリレー4を有する。また、帰還系のダイオードを2個直列にしている(ダイオード13,21)。このように構成することにより、「コイル14→リレー3→半導体素子10(破壊により、ほぼ0Ω)→ダイオード13,21→コイル14」の電流経路よりも、「コイル14→リレー4→ダイオード16→コイル14」の電流経路に、コイル14の電流を流れやすくすることが可能である。   The test circuit shown in FIG. 3 has a relay 4 in parallel with a series circuit of the relay 2 and the resistor 15. Two feedback diodes are connected in series (diodes 13 and 21). By configuring in this way, the current path of “coil 14 → relay 3 → semiconductor element 10 (substantially 0Ω due to breakdown) → diodes 13, 21 → coil 14” becomes “coil 14 → relay 4 → diode 16 → It is possible to make the current of the coil 14 easily flow in the current path of the coil 14 ”.

続いて、図3の試験回路の動作について図4に従って説明する。図4は、半導体素子10の第1の試験方法による図3の試験回路の動作波形を示したタイムチャートである。   Next, the operation of the test circuit of FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a time chart showing operation waveforms of the test circuit of FIG. 3 according to the first test method of the semiconductor element 10.

アバランシェ破壊試験の最初のステップとして、駆動部11は、リレー1をオン、リレー2をオフ、リレー3をオン、リレー4をオフにする。この段階では、半導体素子10はオンしていないため、CE間にコイル14を介して電源12の電源電圧が印加されているだけでCE間電流は流れていない。   As the first step of the avalanche destructive test, the drive unit 11 turns on the relay 1, turns off the relay 2, turns on the relay 3, and turns off the relay 4. At this stage, since the semiconductor element 10 is not turned on, only the power source voltage of the power source 12 is applied via the coil 14 between the CEs, and no current between the CEs flows.

駆動部11は、タイミングt0で、半導体素子10の駆動信号のレベルをローレベルからハイレベルに切り替えることにより、半導体素子10をターンオンさせる。半導体素子10のターンオンによって、CE間電圧がほぼ0Vになるとともに、CE間電流が流れ始める。   The drive unit 11 turns on the semiconductor element 10 by switching the level of the drive signal of the semiconductor element 10 from the low level to the high level at the timing t0. When the semiconductor element 10 is turned on, the CE voltage becomes almost 0 V and the CE current starts to flow.

駆動部11は、タイミングt1で、リレー1をオフする。リレー1のオフによって、電源12と半導体素子10とが切り離され、ダイオード13,21を介してコイル14及び半導体素子10に還流電流が流れる。駆動部11は、電流センサ20によってCE間電流を監視している。駆動部11は、例えば、所定の基準電流値(例えば、200A)以上の電流値が検出されたことを示す電流センサ20からの基準電流値検出トリガ信号に従って、リレー1をオフさせるためのオフ作動信号を出力する。この基準電流値は、半導体素子10の仕様に基づいて、半導体素子10が破壊しない電流値に設定されている。   The drive unit 11 turns off the relay 1 at timing t1. When the relay 1 is turned off, the power supply 12 and the semiconductor element 10 are disconnected, and a return current flows through the coil 14 and the semiconductor element 10 via the diodes 13 and 21. The drive unit 11 monitors the current between the CEs using the current sensor 20. The drive unit 11 is, for example, an off operation for turning off the relay 1 in accordance with a reference current value detection trigger signal from the current sensor 20 indicating that a current value equal to or greater than a predetermined reference current value (for example, 200 A) has been detected. Output a signal. The reference current value is set to a current value at which the semiconductor element 10 does not break based on the specifications of the semiconductor element 10.

駆動部11は、タイミングt2で、半導体素子10をターンオフさせる。リレー1のオフの直後に半導体素子10をターンオフさせることで、リレー1のオフ時にコイル14に流れる電流値が下降しすぎることを防いでいる。半導体素子10のターンオフによって、コイル14のインダクタンス成分によるエネルギーによってCE間電圧は半導体素子10のブレイクダウン電圧まで上昇し、半導体素子10はアバランシェ状態になる。   The drive unit 11 turns off the semiconductor element 10 at timing t2. By turning off the semiconductor element 10 immediately after the relay 1 is turned off, the value of the current flowing through the coil 14 when the relay 1 is turned off is prevented from falling too much. Due to the turn-off of the semiconductor element 10, the CE voltage rises to the breakdown voltage of the semiconductor element 10 due to the energy due to the inductance component of the coil 14, and the semiconductor element 10 enters an avalanche state.

ここで、半導体素子10がアバランシェ破壊を起こすとCE間がショート故障するので、アバランシェ破壊が起こらない場合の正常品の半導体素子10に比べて早くCE間電圧は約0Vになる。   Here, when the avalanche breakdown occurs in the semiconductor element 10, a short circuit failure occurs between the CEs. Therefore, the CE voltage becomes about 0 V earlier than the normal semiconductor element 10 when no avalanche breakdown occurs.

そこで、駆動部11は、電圧センサなどの電圧監視手段(例えば、コンパレータ)によって、オフ駆動信号の出力により半導体素子10がターンオフしてからの所定の電圧監視期間内のCE間電圧を監視する。電圧監視期間は、例えばタイマーなどの計時装置により計測されればよい。したがって、駆動部11は、CE間電圧が電圧監視期間内に所定の基準電圧値以下に低下することが検知された場合、半導体素子10はアバランシェ破壊したと判断でき、CE間電圧が電圧監視期間内に所定の基準電圧値以下に低下することが検知されない場合、半導体素子10はアバランシェ破壊していないと判断できる。   Therefore, the drive unit 11 monitors the CE voltage within a predetermined voltage monitoring period after the semiconductor element 10 is turned off by the output of the off drive signal by a voltage monitoring unit (for example, a comparator) such as a voltage sensor. The voltage monitoring period may be measured by a timing device such as a timer. Therefore, when it is detected that the CE voltage drops below a predetermined reference voltage value within the voltage monitoring period, the drive unit 11 can determine that the semiconductor element 10 has undergone avalanche breakdown, and the CE voltage is maintained within the voltage monitoring period. If it is not detected that the voltage falls below a predetermined reference voltage value, it can be determined that the semiconductor element 10 has not undergone avalanche breakdown.

半導体素子10のアバランシェ破壊の発生有無を判断するための上記の基準電圧値は、0Vより大きくブレイクダウン電圧(例えば、1100V)より小さい値に設定されるとよい。さらに、誤作動しにくくするためには、半導体素子10のオン抵抗によるオン時のCE間電圧(例えば、1.5V)より大きく電源12の電源電圧(例えば、650V)より小さい値に設定されることが望ましい(例えば、10V)。   The reference voltage value for determining whether or not the avalanche breakdown of the semiconductor element 10 has occurred may be set to a value larger than 0V and smaller than a breakdown voltage (for example, 1100V). Further, in order to prevent malfunction, the value is set to a value larger than the CE voltage (for example, 1.5 V) when the semiconductor element 10 is turned on and smaller than the power supply voltage (for example, 650 V) of the power source 12. It is desirable (for example, 10V).

駆動部11は、タイミングt3で、CE間電圧の低下を検知することにより、半導体素子10のアバランシェ破壊の発生を検出して、リレー4をオンさせるためのオン作動信号を出力する。リレー4のオンによって、コイル14に流れる電流が、リレー4に流入してダイオード16を介してコイル14に還流する。これにより、半導体素子10に流入する電流は抑制される。なぜならば、コイル14とリレー3と半導体素子10(破壊により、ほぼ0Ω)とダイオード13,21とが構成されている第1の閉回路のインピーダンスよりも、コイル14とリレー4とダイオード16とが構成されている第2の閉回路のインピーダンスが低いからである。   The drive unit 11 detects the occurrence of avalanche breakdown of the semiconductor element 10 by detecting a decrease in the CE voltage at timing t3, and outputs an ON operation signal for turning on the relay 4. When the relay 4 is turned on, the current flowing through the coil 14 flows into the relay 4 and returns to the coil 14 via the diode 16. Thereby, the current flowing into the semiconductor element 10 is suppressed. This is because the coil 14, the relay 4, and the diode 16 have a higher impedance than the impedance of the first closed circuit in which the coil 14, the relay 3, the semiconductor element 10 (approximately 0Ω due to breakdown), and the diodes 13 and 21 are configured. This is because the impedance of the configured second closed circuit is low.

駆動部11は、リレー4のオンから所定時間経過時のタイミングt41で、リレー3をオフする。これにより、半導体素子10とコイル14を切り離すことができる。   The drive unit 11 turns off the relay 3 at a timing t41 when a predetermined time has elapsed since the relay 4 was turned on. Thereby, the semiconductor element 10 and the coil 14 can be separated.

駆動部11は、リレー3のオフから所定時間経過時のタイミングt42で、リレー2をオンする。リレー2のオンによって、コイル14のエネルギーを消費するための抵抗15が接続される。   The drive unit 11 turns on the relay 2 at a timing t42 when a predetermined time elapses after the relay 3 is turned off. When the relay 2 is turned on, the resistor 15 for consuming the energy of the coil 14 is connected.

駆動部11は、リレー2のオンから所定時間経過時のタイミングt43で、リレー4をオフする。リレー4のオフによって、コイル14のエネルギーを抵抗15で消費できる。その後、タイミングt5で、抵抗15によるエネルギーの消費が完了する。   The drive unit 11 turns off the relay 4 at a timing t43 when a predetermined time elapses after the relay 2 is turned on. When the relay 4 is turned off, the energy of the coil 14 can be consumed by the resistor 15. Thereafter, energy consumption by the resistor 15 is completed at timing t5.

このように、リレー4の後に、コイル14に流れる電流が、半導体素子10側ではなくリレー4側に流れる。その後のシーケンスで、リレー4のオフの後に、抵抗15でコイル14のエネルギーを消費する。したがって、リレー3がオフする前にリレー4がオンすることによって、半導体素子10のアバランシェ破壊時からリレー3がオフするまでの期間(タイミングt3からt41の期間)に、半導体素子10に流入する電流を抑えることができる。   Thus, the current that flows through the coil 14 after the relay 4 flows not to the semiconductor element 10 side but to the relay 4 side. In the subsequent sequence, the energy of the coil 14 is consumed by the resistor 15 after the relay 4 is turned off. Accordingly, when the relay 4 is turned on before the relay 3 is turned off, the current flowing into the semiconductor element 10 during the period from the time when the avalanche breakdown of the semiconductor element 10 to the time when the relay 3 is turned off (period from timing t3 to t41). Can be suppressed.

図5は、本発明に係る半導体素子の試験装置の第2の実施形態である試験回路の概略構成図である。上述の構成と同様の構成の説明は省略する。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a test circuit which is a second embodiment of the semiconductor device test apparatus according to the present invention. A description of the same configuration as that described above is omitted.

図5の試験回路は、アバランシェ破壊した半導体素子10に電流が流れる続けることを抑えるため、抵抗15よりも大きな抵抗値を有する素子の一例として抵抗22を備えている。抵抗22は、ダイオード13に直列に接続されるように、半導体素子10とコイル14とが構成される閉回路上に挿入されている。   The test circuit of FIG. 5 includes a resistor 22 as an example of an element having a resistance value larger than that of the resistor 15 in order to suppress a current from continuing to flow through the avalanche-destructed semiconductor element 10. The resistor 22 is inserted on a closed circuit including the semiconductor element 10 and the coil 14 so as to be connected to the diode 13 in series.

なお、抵抗22は、通常試験時においての電流経路となるために、大きな抵抗を選択できない場合には、抵抗15の抵抗値が抵抗22よりも小さくなるように抵抗15を選定してもよい。また、抵抗22は、インピーダンスが高い物として模式的に表したものであり、ダイオード、配線抵抗、配線インダクタンスなどに置き換えてもよい。   Since the resistor 22 serves as a current path during normal testing, the resistor 15 may be selected so that the resistance value of the resistor 15 is smaller than that of the resistor 22 when a large resistor cannot be selected. The resistor 22 is schematically represented as a high impedance object, and may be replaced with a diode, wiring resistance, wiring inductance, or the like.

図6は、半導体素子10の第2の試験方法による図5の試験回路の動作波形を示したタイムチャートである。タイミングt0〜t2までの動作の説明は、図4と同様のため省略する。   FIG. 6 is a time chart showing operation waveforms of the test circuit of FIG. 5 according to the second test method of the semiconductor element 10. The description of the operation from timing t0 to t2 is the same as in FIG.

駆動部11は、タイミングt3で、CE間電圧の低下を検知することにより、半導体素子10のアバランシェ破壊の発生を検出して、リレー2をオンさせるためのオン作動信号を出力する。リレー2のオンによって、コイル14に流れる電流が、抵抗15及びリレー2に流入してダイオード16を介してコイル14に還流する。これにより、半導体素子10に流入する電流は抑制される。なぜならば、コイル14とリレー3と半導体素子10(破壊により、ほぼ0Ω)とダイオード13と抵抗22とが構成されている第1の閉回路のインピーダンスよりも、コイル14と抵抗15とリレー2とダイオード16とが構成されている第2の閉回路のインピーダンスの方が低いからである。   The driving unit 11 detects the occurrence of the avalanche breakdown of the semiconductor element 10 by detecting a decrease in the CE voltage at timing t3, and outputs an on operation signal for turning on the relay 2. When the relay 2 is turned on, the current flowing through the coil 14 flows into the resistor 15 and the relay 2 and returns to the coil 14 via the diode 16. Thereby, the current flowing into the semiconductor element 10 is suppressed. This is because the coil 14, the resistor 15, the relay 2, and the impedance of the first closed circuit in which the coil 14, the relay 3, the semiconductor element 10 (approximately 0Ω due to destruction), the diode 13, and the resistor 22 are configured. This is because the impedance of the second closed circuit in which the diode 16 is configured is lower.

また、リレー2のオンによって、抵抗15によるコイル14のエネルギーの消費が開始する。   Further, when the relay 2 is turned on, the consumption of energy of the coil 14 by the resistor 15 starts.

駆動部11は、リレー2のオンから所定時間経過時のタイミングt4で、リレー3をオフする。これにより、半導体素子10とコイル14を切り離すことができる。その後、タイミングt5で、抵抗15によるエネルギーの消費が完了する。   The drive unit 11 turns off the relay 3 at a timing t4 when a predetermined time elapses after the relay 2 is turned on. Thereby, the semiconductor element 10 and the coil 14 can be separated. Thereafter, energy consumption by the resistor 15 is completed at timing t5.

このように、リレー2のオンによって、コイル14に流れる電流が、半導体素子10側ではなくリレー2側に流れる。したがって、リレー3がオフする前にリレー2がオンすることによって、半導体素子10のアバランシェ破壊時からリレー3がオフするまでの期間(タイミングt3からt4の期間)に、半導体素子10に流入する電流を抑えることができる。   Thus, when the relay 2 is turned on, the current flowing through the coil 14 flows not to the semiconductor element 10 side but to the relay 2 side. Accordingly, when the relay 2 is turned on before the relay 3 is turned off, the current flowing into the semiconductor element 10 during the period from the time of the avalanche breakdown of the semiconductor element 10 to the time when the relay 3 is turned off (period from timing t3 to t4). Can be suppressed.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、また、上述した実施例は、他の実施例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described embodiments can be combined with some or all of the other embodiments. Various modifications such as substitution can be added.

1,2,3,4 リレー
10 半導体素子
11 駆動部
12 電源
13,21 ダイオード
14 コイル
15,22 抵抗
20 電流センサ
30 放電回路
1, 2, 3, 4 Relay 10 Semiconductor element 11 Drive unit 12 Power supply 13, 21 Diode 14 Coil 15, 22 Resistance 20 Current sensor 30 Discharge circuit

Claims (6)

インダクタと、
前記インダクタに接続される半導体素子がアバランシェ破壊した後に前記インダクタに流れる電流を還流させる還流回路と
前記インダクタと前記半導体素子との間に設けられる遮断手段とを備え、
前記還流回路が、前記インダクタと前記半導体素子と前記遮断手段が構成された閉回路よりも低いインピーダンスを有し、
前記電流が前記還流回路を還流してから、前記遮断手段が前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を遮断する、半導体素子の試験装置。
An inductor;
A reflux circuit that circulates a current flowing through the inductor after a semiconductor element connected to the inductor is avalanche destroyed ;
A blocking means provided between the inductor and the semiconductor element ,
The return circuit, have a lower impedance than the inductor and the semiconductor element and the closed circuit wherein the blocking means is configured,
The semiconductor device test apparatus , wherein after the current has flowed back through the return circuit, the shut-off means cuts off the energization between the inductor and the semiconductor device.
前記還流回路は、第1のリレーと抵抗とが直列に接続される直列回路と、前記直列回路に並列に接続される第2のリレーと、前記直列回路に直列に接続される逆流防止ダイオードとを有し、The reflux circuit includes a series circuit in which a first relay and a resistor are connected in series, a second relay connected in parallel to the series circuit, and a backflow prevention diode connected in series to the series circuit. Have
前記第2のリレーのオン後に、前記遮断手段が前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を遮断する、請求項1に記載の半導体素子の試験装置。  2. The semiconductor device testing apparatus according to claim 1, wherein after the second relay is turned on, the shut-off unit cuts off the energization between the inductor and the semiconductor device. 3.
前記遮断手段が前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を遮断した後に、前記第1のリレーがオンする、請求項2に記載の半導体素子の試験装置。  3. The semiconductor device test apparatus according to claim 2, wherein the first relay is turned on after the interruption means cuts off the electric current between the inductor and the semiconductor element. 4. 前記第1のリレーのオン後に、前記第2のリレーがオフする、請求項3に記載の半導体素子の試験装置。  The semiconductor device test apparatus according to claim 3, wherein the second relay is turned off after the first relay is turned on. 前記還流回路は、逆流防止ダイオードとリレーと第1の抵抗とが直列に接続される直列回路を有し、  The reflux circuit has a series circuit in which a backflow prevention diode, a relay, and a first resistor are connected in series;
前記閉回路は、抵抗値が前記第1の抵抗よりも大きな第2の抵抗と、前記第2の抵抗に直列に接続される帰還ダイオードとを有し、  The closed circuit includes a second resistor having a resistance value larger than that of the first resistor, and a feedback diode connected in series to the second resistor;
前記リレーのオン後に、前記遮断手段が前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を遮断する、請求項1に記載の半導体素子の試験装置。  The semiconductor device test apparatus according to claim 1, wherein after the relay is turned on, the shut-off unit cuts off the energization between the inductor and the semiconductor device.
インダクタに遮断手段を介して接続される半導体素子がアバランシェ破壊した後に、前記インダクタに流れる電流を、前記インダクタと前記半導体素子と前記遮断手段が構成された閉回路よりもインピーダンスが低い還流回路に還流させ
前記電流を前記還流回路に還流させてから、前記インダクタと前記半導体素子との間の通電を前記遮断手段により遮断する、半導体素子の試験方法。
After the semiconductor element connected to the inductor via the cutoff means is avalanche broken, the current flowing through the inductor is returned to the reflux circuit having a lower impedance than the closed circuit in which the inductor, the semiconductor element, and the cutoff means are configured. then,
A method for testing a semiconductor device, wherein the current is caused to flow back to the return circuit, and then the conduction between the inductor and the semiconductor device is cut off by the cut-off means .
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