JP6056411B2 - 電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法 - Google Patents

電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6056411B2
JP6056411B2 JP2012256687A JP2012256687A JP6056411B2 JP 6056411 B2 JP6056411 B2 JP 6056411B2 JP 2012256687 A JP2012256687 A JP 2012256687A JP 2012256687 A JP2012256687 A JP 2012256687A JP 6056411 B2 JP6056411 B2 JP 6056411B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
voltage
under measurement
terminal
drain
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.)
Active
Application number
JP2012256687A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014105999A (ja
Inventor
達哉 廣瀬
達哉 廣瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2012256687A priority Critical patent/JP6056411B2/ja
Priority to US14/035,016 priority patent/US9891265B2/en
Priority to TW102135103A priority patent/TWI509263B/zh
Priority to CN201310492219.3A priority patent/CN103837731B/zh
Publication of JP2014105999A publication Critical patent/JP2014105999A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6056411B2 publication Critical patent/JP6056411B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/2607Circuits therefor
    • G01R31/2621Circuits therefor for testing field effect transistors, i.e. FET's
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/06766Input circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

本発明は、パワートランジスタの電圧検出回路及び特性測定方法に関する。
近年、パワートランジスタの発展に伴い、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、窒素ガリウム(GaN)層を電子走行層として用いる高電子移動度トランジスタ(HEMT:High Electron Mobility Transistor)などの高耐圧半導体スイッチング素子の高性能化が進められている。
スイッチング電源に用いられるパワートランジスタにおいては、特に低損失化は重要な課題であり、パワートランジスタの動作性能指標としてオン抵抗が用いられる。
しかしながら、近年のパワートランジスタは高速動作を行なうことが多く、DC特性から計算されるオン抵抗だけでは十分な性能指針にはならない。
そこで、パワートランジスタのスイッチング動作中の実効的な性能指針として動的オン抵抗Ronを測定することが必要となってくる。
図1を参照して、動的オン抵抗Ronは、パワートランジスタのゲート端子にパルス電圧を入力し、その時にドレインに流れているオン電流Ids_onとオン電圧Vds_onより、動的オン抵抗Ron=Vds_on/Ids_onで計算される。
図2は、パワートランジスタのゲートをスイッチングしたときの、ドレイン電圧とドレイン電流から、スイッチング損失と動的オン抵抗Ronを計算して波形に表わしたものである。
一般的にパワートランジスタの動的オン抵抗Ronの大きさはパワートランジスタがオフ状態の時に印加される電圧(オフ電圧Vds_off)に依存する場合が多い。これはオフからオン、オンからオフへ切り替わる時のドレイン−ソース間電圧Vds波形とドレイン−ソース電流Ids波形のオーバーラップによって生じるスイッチング損失とVds_onとIds_onによる導通損失によって生じるジュール熱によってトランジスタの感じる温度が変化することが一つの原因である。
あるいは化合物半導体を用いたパワートランジスタにおいては、半導体表面、界面に存在する電子・正孔捕獲準位によって電流、電圧波形がVds_offに依存することが知られている。
特開2008−309702号公報
図3は、パワートランジスタの動的オン抵抗Ronを測定するための測定回路及び測定装置の構成を示す。
動的オン抵抗Ronを測定する場合、被測定トランジスタのゲートをスイッチングすることでオフ時間Toffの間にドレイン−ソース端子間に印加される数百ボルトの電圧(オフ電圧)とオン時間Tonの間に数ミリボルトの電圧(オン電圧)とが100kHz〜数MHzの周波数(= 1/(Ton+Toff))で時間的に繰り返される電圧波形を測定することになる。
通常はオシロスコープと減衰器を装備したプローブを利用して被測定トランジスタのドレイン−ソース電圧を測定し、同時にカレントプローブにて、ドレイン−ソース電流を測定する。
オシロスコープの入力端子の検出器利得(レンジ)の設定は一般に入力される電圧の高い方(オフ電圧)で決定する。
測定される電圧がオシロスコープの入力端子の許容電圧を越える場合、減衰器を装備したプローブを用いてオシロスコープの入力端子に入力される電圧を更に低下させる方法がとられる。
図4は、減衰器を装備したプローブの等価回路図を示す。
オシロスコープで電圧波形を測定する場合、減衰器の持つ減衰用抵抗Rpと容量Cpによる時定数(τp=Cp・Rp)およびオシロスコープの入力端子の持つ抵抗Rscと容量Cscによる時定数(τsc=Csc・Rsc)を完全に一致させることによって、オシロスコープ上で観測される波形とプローブ先端で検出される電圧波形とが、理論上、同じになることが知られている。
しかし、実際には、プローブやオシロスコープの入力端子に存在する寄生容量、抵抗、インダクタンス等によってτpとτscを完全に一致させることはできない。特にトランジスタのオン動作時間が短くなればなるほどこれら時定数の一致度は悪くなってくる。また、長時間の測定において、測定環境の温度変動にともなうRp、Cp、Rsc、Cscの値が変化し、調整されたτp、τscにズレが生じるため、正しい測定ができなくなってしまう。
すると、これら時定数の差は結果として、オシロスコープ上で観測される電圧応答波形に狂いを発生させる。つまり、オシロスコープの入力レンジ設定による許容誤差と減衰器によって低い電圧(オン電圧)値が正しく測定できないという問題がある。
図5は、図3に示す様に減衰器を装備したプローブにてパワートランジスタの特性を測定した場合を計算機でシミュレーションした結果を示す。
被測定トランジスタのゲートにパルス信号源からのパルスを入力し、それに対するドレイン電圧、ドレイン電流、ゲート電圧およびドレイン・ソース間電圧をドレイン電流で割った抵抗値の応答波形をシミュレーションしたものである。
図中Aの波形はドレイン・ソース間電圧Vdsをドレイン電流Idsで割った値で、オン時ではオン抵抗を表すものである。図中Bの波形は、ドレイン電圧のパルス応答波形、Cの波形はドレイン電流の応答波形、Dの波形はゲートドライバからの出力波形を表わしている。
Eの波形は、Aの波形の部分拡大図で、Fの波形は、Bの波形の部分拡大図である。Fの波形に記載されている電圧値V(drain)、V(probe)は,次の通りである。
V(drain):図3の測定回路における被測定トランジスタのドレイン端子の電位
V(probe):図4のプローブ等価回路のprobe端子における電位
図5に示す様に、パワートランジスタのオフからオンへの切り替わりにおいて、ドレイン・ソース間電圧の波形がアンダーシュートを起こす。その時、オン電圧の値が0V以下になる場合が発生して、正しくオン抵抗を決定することができない。
オシロスコープの入力端子に入力される電圧が許容範囲内であっても、その値が表示レンジを大幅に超える場合、オシロスコープの入力段に設置されている増幅器が飽和、歪みを発生し、画面に表示される数値に大きな誤差が含まれ正しく評価できないことがある。
オフ電圧が印加されたときに、強制的に電圧をクランプする回路を設けて、オシロスコープへの入力電圧をオシロスコープの入力端子の許容電圧以上にならないようにする手法がある。しかしながら、この手法では、パワートランジスタへは正しいオフ電圧が印加されずにオシロスコープの入力許容電圧が印加されるだけとなるか、あるいは、オシロスコープの入力レンジを、入力される最小電圧に対して適切に設定できないため、動的オン抵抗のオフ電圧依存性を正しく評価することができない。
本技術は、上記に鑑み、パワートランジスタの動作時のドレイン電圧の測定誤差を少なくして、精度良くドレイン電圧を測定できる電圧検出回路及び測定方法を提供することを目的とする。
開示の電圧検出回路によれば、被測定トランジスタと、前記被測定トランジスタのドレイン端子に接続されたスイッチと、前記被測定トランジスタのゲートを駆動するドライバと同期して前記スイッチを制御するドライバ回路と、前記スイッチの、前記被測定トランジスタのドレイン端子に接続された端子とは他方の端子に接続された分圧抵抗と
を含む電圧検出回路が提供される。
開示の電圧検出回路によれば、オシロスコープで、被測定トランジスタのドレイン電圧を被測定トランジスタがオンの期間だけ測定することができるため、オシロスコープの入力レンジの感度を高くすることができる。しかも、減衰器付きプローブを使用しなくてもよいので、被測定トランジスタのオン電圧の検出精度を向上させることができるという効果を奏する。
動的オン抵抗について説明するための図である。 パワートランジスタの動作波形を示す図である。 パワートランジスタの動的オン抵抗を測定するための測定回路及び測定装置の構成を示す図である。 減衰器を装備したプローブの等価回路図である。 パワートランジスタの特性をシミュレーションした結果を表わす図である。 本発明の原理を説明するための図である。 第1の実施形態の電圧検出回路図である。 第2の実施形態の電圧検出回路図である。 第3の実施形態の電圧検出回路図である。 第2の実施形態の電圧検出回路を用いてパワートランジスタの特性を測定した場合のシミュレーション結果を表わす図である。 本実施形態の測定方法を取り入れた半導体トランジスタあるいは集積回路の製造工程について説明するための図である。
図6は本発明の原理を説明するための図である。被測定トランジスタ3のドレイン端子16は負荷2の一方の端子に接続され、ソース端子18は接地される。負荷2の他方の端子は、電源1に接続される。被測定トランジスタ3のゲート端子17は発振抑制用ゲート抵抗R4の一方の端子に接続され、発振抑制用ゲート抵抗R4の他方の端子は被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5の出力端子に接続される。そして、被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5の入力端子には、ゲートドライバ5を制御するパルス発生器6の出力端子が接続される。
被測定トランジスタ3のドレイン端子16と負荷2との接続ノードは、スイッチ8の一方の端子に接続され、スイッチ8の他方の端子は、分圧用抵抗R2の一方の端子に接続される。分圧用抵抗R2の他方の端子は分圧用抵抗R1の一方の端子とオシロスコープの入力に接続され、分圧用抵抗R1の他方の端子は接地される。
スイッチ8の開閉は、ゲートドライバ10で制御され、ゲートドライバ10の入力端子には、ゲートドライバ10を制御するパルス発生器11の出力端子が接続される。パルス発生器11は、前記被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5を制御するパルス発生器6が発生するパルスと同期したパルス発生し。この同期パルスを、スイッチ8を開閉するゲートドライバ10の入力端子に供給する、つまり、スイッチ8は、被測定トランジスタ3と同期して開閉されることになる。オシロスコープには、このスイッチ8がオンの期間だけ、被測定トランジスタ3のドレイン電圧を分圧用抵抗R1とR2で分圧した、ドレイン電圧×R1/(R1+R2)電圧が入力される。
同時に、カレントプローブ30にて、被測定トランジスタ3のソース側に流れるドレイン電流Idsを測定し、前記ドレイン電圧とから動的オン抵抗Ronを求めることができる。
オシロスコープで、被測定トランジスタ3のドレイン電圧のオン電圧の期間(Ton)だけ測定することができれば、オシロスコープの入力レンジの感度を高くすることができ、しかも減衰器が装着されたプローブを使用する必要がなくなるため、オン電圧を高い精度で測定することができる。またパワートランジスタへは所望のオフ電圧が印加された後に測定できるため、動的オン抵抗のオフ電圧依存性を正しく評価することが可能となる。
図7は本発明の原理を具体化した第1の実施形態の電圧検出回路を示す。被測定トランジスタ3として、例えば電力用途のパワートランジスタで、電界効果型トランジスタやMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、GaN−HEMT、あるいはこれらの複合型トランジスタや同一機能を有する集積回路でも構わない。被測定トランジスタ3のドレイン端子16を電源1、キャパシタ15、負荷2の接続された接続線24に接続し、ソース端子18を接地する。ゲート端子17はゲート抵抗R4の一方の端子に接続され、ゲート抵抗R4の他方の端子は被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5の出力端子に接続される。
被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5としては、例えばその出力段に相補型トランジスタの構成を有するか、あるいは単一のシングルエンドトランジスタの構成を有し、それらトランジスタは電界効果型トランジスタやMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、あるいはこれらの複合型トランジスタや同一機能を有する集積回路でも構わない。
そして、被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5の入力端子には、ゲートドライバ5を制御するパルス発生器6の出力端子が接続される。ここで、パルス発生器6の出力電圧が、直接被測定トランジスタ3をオン、オフできる電圧値を出力できるのであれば、ゲートドライバ5は、無くても構わない。また、パルス発生器6とゲートドライバ5との間にはゲートドライバ5の出力を安定化させるための抵抗を挿入しても構わない。
スイッチトランジスタ8Aとして、例えば小電力用かつ被測定トランジスタ3の耐圧と同じ耐圧か、あるいはそれ以上の耐圧を有し、そのオン抵抗が分圧抵抗R1、分圧抵抗R2の総和よりも十分小さいトランジスタであり、電界効果型トランジスタでもバイポーラトランジスタでも構わない。スイッチトランジスタ8Aのドレイン端子19と被測定トランジスタ3のドレイン端子16は接続線22で結線される。スイッチトランジスタ8Aのソース端子21は分圧用抵抗R2の一方の端子に接続される。分圧用抵抗R2の他方の端子は分圧用抵抗R1の一方の端子に接続され、さらに分圧用抵抗R1の他方の端子は接地される。
スイッチトランジスタ8Aのゲート端子20にはゲート抵抗R9の一方の端子が接続され、ゲート抵抗R9の他方の端子はスイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aの出力端子に接続される。スイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aは制御端子を有し、スイッチトランジスタ8Aのソース端子21に接続線23によって接続される。
ここで、スイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aとして、例えば、スイッチトランジスタ8Aのゲート端子20に接続する出力端子の電位をスイッチトランジスタ8Aのソース端子21の電位分だけレベルをシフトする機能を有し、ゲート端子20にはソース端子21の電位にスイッチトランジスタ8Aをオンするのに必要な電位差を追加できる機能を有するドライバを使用すればよい。この接続によって、スイッチトランジスタ8Aのソース端子21の電位が0でなくても、スイッチトランジスタ8Aのゲート端子20とソース端子21の間にゲートドライバ10Aの出力パルスが正しく印加される。
スイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aの入力端子には、ゲートドライバ10Aを駆動するためのパルス発生器11の出力端子が接続される。さらにこのパルス発生器11は被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5を制御するためのパルス発生器6と同期用配線7によって接続され、パルス発生器11とパルス発生器6とは同一のタイミングでパルスを発生する。
オシロスコープの入力端子は、分圧抵抗R2と分圧抵抗R1との間の分圧端子25へ接続される。ここで、分圧抵抗R1と分圧抵抗R2の値は、例えば分圧抵抗R1の値=50Ω、分圧抵抗R2の値=450Ωにすれば、分圧端子25の電位は、被測定トランジスタ3のドレイン電圧の1/10になるので、オシロスコープの入力端子の電圧測定レンジを10倍上げることができる。
本実施形態においては、オシロスコープで、被測定トランジスタ3のドレイン電圧を被測定トランジスタ3がオンの期間だけ測定することができるため、オシロスコープの入力レンジの感度を高くすることができる。しかも、減衰器付きプローブを使用することなく、オシロスコープの電圧測定レンジをオフ電圧で決定せず、オン電圧の上限で設定することができるためオン電圧の検出精度を向上させることができる。また、オフ電圧をクランプさせることなく、被測定トランジスタへ適切にオフ電圧を印加してオン電圧をオシロスコープの電圧測定レンジを適切にして精度良く電圧検出可能となる。
図8は本発明を具体化した第2の実施形態の電圧検出回路を示す。図8において、図7に示す第1の実施形態の電圧検出回路と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第2の実施形態の電圧検出回路においては、第1の実施形態のスイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aの代わりに、その出力電圧を任意の値に変更可能な可変利得機能を有するゲートドライバ10Bとしている。
スイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Bは、ドライバの電源電圧を変化させることで出力電圧を変更できるのであればそれでも良い。
本実施形態においても、オシロスコープで、被測定トランジスタ3のドレイン電圧を被測定トランジスタ3がオンの期間だけ測定することができるため、オシロスコープの入力レンジの感度を高くすることができ、しかも減衰器が装着されたプローブを使用する必要がなくなるため、オン電圧を高い精度で測定することができる。
図9は本発明を具体化した第3の実施形態の電圧検出回路を示す。図9において、図7に示す第1の実施形態の電圧検出回路と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第3の実施形態の電圧検出回路においては、スイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aの入力端子は、被測定トランジスタ3を駆動するゲートドライバ5Aの出力と接続線7Aにより接続される。被測定トランジスタ用ゲートドライバ5Aとして、例えばその出力段に相補型トランジスタの構成を有するか、あるいは単一のシングルエンドトランジスタの構成を有し、それらトランジスタは電界効果型トランジスタやMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタ、あるいはこれらの複合型トランジスタや同一機能を有する集積回路でも構わない。この様にすることで、スイッチトランジスタ8Aは,被測定トランジスタ3と同一のタイミングでオンオフされることになる。
あるいは、スイッチトランジスタ8Aを駆動するゲートドライバ10Aの入力端子を、接続線によりゲートドライバ5Aを制御するパルス発生器6の出力端子に直接接続してもよい。ただし、パルス発生器6が、ゲートドライバ10Aとゲートドライバ5Aの2つのゲートドライバを制御することができる出力能力を有する必要がある。
本実施形態においても、オシロスコープで、被測定トランジスタ3のドレイン電圧を被測定トランジスタ3がオンの期間だけ測定することができるため、オシロスコープの入力レンジの感度を高くすることができ、しかも減衰器が装着されたプローブを使用する必要がなくなるため、オン電圧を高い精度で測定することができる。
図10は第2の実施形態の電圧検出回路を用いてパワートランジスタの特性を測定した場合を計算機でシミュレーションした結果を示す。
被測定トランジスタ3のゲートにパルスを入力し、それに対するドレイン電圧、ドレイン電流、ゲート電圧およびドレイン電圧をドレイン電流で割った抵抗値の応答波形をシミュレーションしたものである。
図中Aの波形はドレイン・ソース間電圧Vdsをドレイン電流Idsで割った値で、オン時ではオン抵抗を表すものである。図中Bの波形はドレイン電圧のパルス応答波形、Cの波形はドレイン電流の応答波形、Dの波形はゲートドライバ10Bからの出力波形を表わしている。
Eの波形は、Aの波形の部分拡大図で、Fの波形は、Bの波形の部分拡大図である。Fの波形に記載されている電圧値V(drain)、V(probe)、V(bnc)は,次の通りである。
V(drain):図3の測定回路における被測定トランジスタのドレイン端子の電位
V(probe):図4のプローブ等価回路のprobe端子における電位
V(bnc):図8の分圧端子25の電位
Fの波形より、V(drain)が正しい値であり、V(bnc)の結果はV(drain)のそれに一致していることがわかる。一方V(probe)は負の値を示しており、明らかに誤った結果になっていることがわかる。第2の実施形態による電圧検出回路では、オン時の電圧は、V(drain)の値と一致し、更にオフ時の電圧は10V以下に抑えられているため、オシロスコープへの入力電圧は実際の電圧の1/40以下になっているためオシロスコープの入力感度を最低でも約40倍にまで引き上げることが可能になることがわかる。
最後に、図11を用いて、本実施形態の測定方法を取り入れた、半導体トランジスタあるいは集積回路(IC)の製造から製品出荷までの工程について説明する。
まず、S1の工程は、トランジスタあるいはICの形成プロセスを示し、例えばトランジスタ構造あるいは集積回路構造が形成された半導体ウェハに対して、試験のための電気的な接続を行なう工程を示す。この段階で、トランジスタあるいはICの電気的インターフェースである電極に電圧あるいは電流を与えるための針あるいはプローブを接触させ、電圧あるいは電流を印加してそこに現れる静的、動的な応答特性を測定する。製造不良などで、静的、動的な応答特性が規格を満たさないもの選別する(第1の選別)。
次いで、S2の工程で、本発明の電圧検出回路を導入したスイッチング特性の評価を行なうことによって、所望の動作をしないトランジスタあるいはICを的確に選別する(第2の選別)。第1、第2の選別によって、後に続くパッケージ化工程での不要なパッケージ化作業を取り除くことが可能となる。
次いで、S3の工程で、ウェハ状態にあったトランジスタあるいはICをダイシング等で個々のチップ(素子)に個片化する。
次いで、S4の工程で、前記S1とS2の工程で不良と判断されたトランジスタあるいはICを含むチップ以外のチップだけを選別して、樹脂封止を行ない、外部接続端子を形成してパッケージ化する。
次いで、S5の工程で、パッケージ化されたトランジスタあるいはICに対して、再び本発明の電圧検出回路を導入したスイッチング特性の評価を行ない、動的な応答特性を評価して最終選別を実施する(第3の選別)。
S6の工程で、前記S5の選別でパスしたものだけ製品出荷する。
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1 電源
2 負荷
3 被測定トランジスタ
R4、R9 ゲート抵抗
5、5A、10、10A ゲートドライバ
6、11 パルス発生器
7 同期用配線
7A 接続線
8 スイッチ
8A スイッチトランジスタ
15 キャパシタ
16、19 ドレイン端子
17、20 ゲート端子
18、21 ソース端子
22、23、24 接続線
25 分圧端子
30 カレントプローブ

Claims (6)

  1. 被測定トランジスタと、
    前記被測定トランジスタのドレイン端子に接続されたスイッチと、
    前記被測定トランジスタのゲートを制御する信号を発生する第1パルス発生器と、
    前記第1パルス発生器と同期して前記スイッチを制御する信号を発生する第2パルス発生器と、
    前記スイッチの、前記被測定トランジスタのドレイン端子に接続された端子とは他方の端子に接続された分圧抵抗と
    を含むことを特徴とする、前記被測定トランジスタの前記ドレイン端子の電圧を検出するための電圧検出回路。
  2. 前記被測定トランジスタは、
    電界効果型トランジスタ、MOSトランジスタ、GaN−HEMT、あるいはこれらの複合型トランジスタである
    ことを特徴とする請求項1に記載の電圧検出回路。
  3. 前記スイッチは、電界効果型またはバイポーラ型のトランジスタであり、前記被測定トランジスタの耐圧と同じ耐圧か、あるいはそれ以上の耐圧を有する
    ことを特徴とする請求項2に記載の電圧検出回路。
  4. 被測定トランジスタ周辺に、
    前記被測定トランジスタのドレイン端子に接続されたスイッチと、
    前記被測定トランジスタのゲートを制御する信号を発生する第1パルス発生器と、
    前記第1パルス発生器と同期して前記スイッチを制御する信号を発生する第2パルス発生器と、
    前記スイッチの、前記被測定トランジスタのドレイン端子に接続された端子とは他方の端子に接続された分圧抵抗と
    を設け、
    前記被測定トランジスタを駆動するドライバと前記スイッチを制御するドライバ回路を同時にオフオンさせ、
    前記分圧抵抗で分圧された被測定トランジスタのドレイン電圧を測定し、
    同時に前記被測定トランジスタのオン電流を測定し、
    前記分圧されたドレイン電圧と、前記オン電流とから、前記被測定トランジスタのオン抵抗を計算する
    ことを特徴とするトランジスタの特性測定方法。
  5. 前記分圧抵抗で分圧された被測定トランジスタのドレイン電圧を、直接オシロスコープの入力に接続する
    ことを特徴とする請求項4に記載のトランジスタの特性測定方法。
  6. NPN型バイポーラトランジスタと、
    前記NPN型バイポーラトランジスタのコレクタ端子に接続されたスイッチと、
    前記NPN型バイポーラトランジスタのゲートを制御する信号を発生する第1パルス発生器と、
    前記第1パルス発生器と同期して前記スイッチを制御する信号を発生する第2パルス発生器と、
    前記スイッチの、前記NPN型バイポーラトランジスタのコレクタ端子に接続された端子とは他方の端子に接続された分圧抵抗と
    を含むことを特徴とする
    前記NPN型バイポーラトランジスタの前記コレクタ端子の電圧を検出するための電圧検出回路。
JP2012256687A 2012-11-22 2012-11-22 電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法 Active JP6056411B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012256687A JP6056411B2 (ja) 2012-11-22 2012-11-22 電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法
US14/035,016 US9891265B2 (en) 2012-11-22 2013-09-24 Voltage detecting circuit and method for measuring characteristic of transistor
TW102135103A TWI509263B (zh) 2012-11-22 2013-09-27 電壓檢測電路及用於測量電晶體特性之方法
CN201310492219.3A CN103837731B (zh) 2012-11-22 2013-10-18 用于测量晶体管的特性的电压检测电路和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012256687A JP6056411B2 (ja) 2012-11-22 2012-11-22 電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014105999A JP2014105999A (ja) 2014-06-09
JP6056411B2 true JP6056411B2 (ja) 2017-01-11

Family

ID=50727344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012256687A Active JP6056411B2 (ja) 2012-11-22 2012-11-22 電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9891265B2 (ja)
JP (1) JP6056411B2 (ja)
CN (1) CN103837731B (ja)
TW (1) TWI509263B (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3021823B1 (fr) * 2014-05-27 2017-10-20 Renault Sas Transistor a effet de champ et dispositif de detection de defaillance associe
JP6272185B2 (ja) * 2014-08-25 2018-01-31 三菱電機株式会社 配線用コア構造、半導体評価装置及び半導体装置
JP6293623B2 (ja) * 2014-09-05 2018-03-14 株式会社東芝 半導体検査装置
US9952274B2 (en) 2015-03-13 2018-04-24 International Business Machines Corporation Measurement for transistor output characteristics with and without self heating
US10126353B2 (en) * 2015-03-23 2018-11-13 Infineon Technologies Ag Verification of gate driver protection logic
FR3041101B1 (fr) * 2015-09-16 2017-10-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif de caracterisation d’un commutateur de puissance
CN105510697B (zh) * 2016-01-06 2018-04-20 江苏博普电子科技有限责任公司 GaN微波功率器件直流老化系统的实时电流监测电路
US10094863B2 (en) * 2016-03-02 2018-10-09 Texas Instruments Incorporated High-resolution power electronics measurements
US10640003B2 (en) * 2017-06-08 2020-05-05 Ford Global Technologies, Llc Double-pulse test systems and methods
CN108107241B (zh) * 2017-12-01 2018-12-04 浙江大学 一种稳定漏电压的新型探针结构
US11067620B2 (en) * 2018-08-21 2021-07-20 Texas Instruments Incorporated HEMT wafer probe current collapse screening
CN109459675B (zh) * 2018-11-16 2021-09-03 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种SiC功率器件应用特性测试平台
CN111426928B (zh) * 2018-12-24 2021-08-20 东南大学 一种氮化镓器件动态电阻测试电路
CN112363037B (zh) * 2019-07-25 2024-03-01 华润微电子(重庆)有限公司 场效应晶体管极限性能验证电路、系统及方法
CN112394228B (zh) * 2020-11-17 2022-09-06 青岛聚能创芯微电子有限公司 一种氮化镓功率器件导通电阻测试电路
CN114545177A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 圣邦微电子(北京)股份有限公司 一种功率管的漏源电压检测电路和开关电路
US11747390B2 (en) * 2021-01-15 2023-09-05 Innoscience (Suzhou) Technology Co., Ltd. Apparatus and method for measuring dynamic on-resistance of GaN-based device
CN115032518B (zh) * 2022-08-11 2022-11-15 佛山市联动科技股份有限公司 一种动态阈值电压测试装置及方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3544881A (en) * 1968-09-11 1970-12-01 Gen Motors Corp Transistor voltage and current regulating system for an alternating current generator
US3571619A (en) * 1969-06-27 1971-03-23 Collins Radio Co Phase detector with improved dynamic range
US4507618A (en) 1982-10-04 1985-03-26 Tektronix, Inc. Compensation method and apparatus for an RC attenuator
JP3016297B2 (ja) 1992-02-07 2000-03-06 日本電気株式会社 電界効果トランジスタの測定方法
US20030206021A1 (en) * 1997-07-25 2003-11-06 Laletin William H. Method and apparatus for measuring and analyzing electrical or electrochemical systems
JP2871661B1 (ja) * 1998-01-10 1999-03-17 ローム株式会社 半導体装置
US7471075B2 (en) * 1998-04-17 2008-12-30 Unique Technologies, Llc Multi-test Arc fault circuit interrupter tester
JP3237656B2 (ja) * 1999-06-17 2001-12-10 日本電気株式会社 測定装置
US6563746B2 (en) * 1999-11-09 2003-05-13 Fujitsu Limited Circuit for entering/exiting semiconductor memory device into/from low power consumption mode and method of controlling internal circuit at low power consumption mode
JP4192510B2 (ja) * 2002-06-14 2008-12-10 日本電気株式会社 半導体装置
US7333378B2 (en) * 2002-09-18 2008-02-19 Samsung Electronics Co., Ltd Memory device that recycles a signal charge
JP4364651B2 (ja) * 2004-01-07 2009-11-18 三菱電機株式会社 昇圧装置及びモータ制御装置
JP2005304210A (ja) * 2004-04-14 2005-10-27 Renesas Technology Corp 電源ドライバ装置及びスイッチング電源装置
JP2006184047A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Agilent Technol Inc Fetの特性測定方法
JP4860209B2 (ja) * 2005-08-24 2012-01-25 富士通セミコンダクター株式会社 半導体装置
JP4562638B2 (ja) * 2005-10-27 2010-10-13 三洋電機株式会社 低電圧検出回路
DE102006025351B4 (de) * 2006-05-31 2013-04-04 Globalfoundries Inc. Teststruktur zur Überwachung von Leckströmen in einer Metallisierungsschicht und Verfahren
JPWO2008065941A1 (ja) 2006-11-30 2010-03-04 ローム株式会社 電子回路
US7518378B2 (en) 2007-02-13 2009-04-14 Keithley Instruments, Inc. Cable compensation for pulsed I-V measurements
CN101029910B (zh) * 2007-03-22 2010-05-26 华为技术有限公司 电流检测电路及装置
US20080298784A1 (en) * 2007-06-04 2008-12-04 Mark Allen Kastner Method of Sensing Speed of Electric Motors and Generators
JP4553395B2 (ja) 2007-06-15 2010-09-29 シャープ株式会社 オシロスコープおよびそれを用いた半導体評価装置
JP5119894B2 (ja) * 2007-12-06 2013-01-16 富士電機株式会社 ドライバ回路
DE102008015160B4 (de) * 2008-03-20 2010-03-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Detektoreinrichtung und korrespondierendes Verfahren
EP2412136B1 (en) * 2009-03-27 2017-03-01 Rambus Inc. Voltage mode transmitter equalizer
JP2010239832A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Panasonic Corp 電流制限回路
US8183798B2 (en) * 2009-10-05 2012-05-22 Hubbell Incorporated Variable light control system and method using momentary circuit interrupt
WO2011079250A1 (en) * 2009-12-23 2011-06-30 University Of New Hampshire Fully resonant power supply
JP2012038930A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Ricoh Co Ltd 半導体集積回路装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103837731A (zh) 2014-06-04
TWI509263B (zh) 2015-11-21
US20140139206A1 (en) 2014-05-22
CN103837731B (zh) 2018-01-26
US9891265B2 (en) 2018-02-13
JP2014105999A (ja) 2014-06-09
TW201421044A (zh) 2014-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6056411B2 (ja) 電圧検出回路及びトランジスタの特性測定方法
US10901024B2 (en) Method for measuring current-voltage characteristic
US9039279B2 (en) System and method for monitoring in real time the operating state of an IGBT device
US9476933B2 (en) Apparatus and methods for qualifying HEMT FET devices
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
Li et al. Accurate measurement of dynamic on-state resistances of GaN devices under reverse and forward conduction in high frequency power converter
CN113125930A (zh) 一种用于半导体功率电子器件可靠性测试的装置
Hochberg et al. Analyzing a gate-boosting circuit for fast switching
Palazzo et al. A behavioral model for short-circuit operation of a GaN-based half bridge
JP6936341B2 (ja) 電流電圧特性の測定方法
JP6979939B2 (ja) 半導体装置の試験装置
CN115291070B (zh) 基于动态的hdrb及hdgb测试方法和装置
Yanagi et al. Measurement scheme to model an SiC MOSFET for simulating its switching behaviors
JP7034041B2 (ja) 半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法
Long et al. Investigation of negative gate capacitance in MOS-gated power devices
JP6977486B2 (ja) 半導体装置の試験装置
Hayes et al. Monitoring transistor degradation in power inverters through pole shifts
Cui et al. Slope Sensing for Optimum Dynamic Gate Driving of SiC Power MOSFETs
Escalona-Cruz et al. Automated R DSon characterization for power MOSFETS
Wu et al. Switching performance of GaN FETs in terms of turn-off resistance characteristics: an experimental study
Miyazaki et al. Gate waveform optimization in emergency turn-off of IGBT using digital gate driver
US20230076735A1 (en) Systems, circuits, and methods to detect gate-open failures in mos based insulated gate transistors
CN115605769B (zh) 用于测量氮化物基半导体器件的动态导通电阻的设备
CN113447789B (zh) Mosfet检测电路及方法
US20240027513A1 (en) Automated de-skew system and method for high voltage semiconductors

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150706

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20160401

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160510

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6056411

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150