JPH03186775A - 耐圧特性測定法 - Google Patents
耐圧特性測定法Info
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- JPH03186775A JPH03186775A JP32638089A JP32638089A JPH03186775A JP H03186775 A JPH03186775 A JP H03186775A JP 32638089 A JP32638089 A JP 32638089A JP 32638089 A JP32638089 A JP 32638089A JP H03186775 A JPH03186775 A JP H03186775A
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- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCCS(O)(=O)=O TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
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- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は、高電力用MO3FETや高電力用トランジス
タ等のスイッチング素子の耐圧特性測定法に関するもの
である。
タ等のスイッチング素子の耐圧特性測定法に関するもの
である。
〔従来の技術」
従来、高電力MO3FETや高電力トランジスタ等のス
イッチング素子の耐圧特性(接合温度に対する耐圧特性
)の測定は、仮想の熱抵抗をもとに周囲温度から換算し
て接合温度を求め、耐圧測定は周囲温度に影響がないよ
うに電力損失を極力抑えるように瞬時測定していた。
イッチング素子の耐圧特性(接合温度に対する耐圧特性
)の測定は、仮想の熱抵抗をもとに周囲温度から換算し
て接合温度を求め、耐圧測定は周囲温度に影響がないよ
うに電力損失を極力抑えるように瞬時測定していた。
[発明が解決しようとする課題1
ところが、上述の従来の測定法で高電力用MOSFET
等の高温耐圧特性を求めると、接合温度と耐圧との相関
の信頼性が低下する問題があった。
等の高温耐圧特性を求めると、接合温度と耐圧との相関
の信頼性が低下する問題があった。
つまり、高電力用MOSFET等の耐圧を瞬時特定した
としても、その測定の際の電力損失は無視できず、接合
部分の発熱による接合温度の上昇により、高温になるに
従って周囲温度から求める接合温度と実際の接合温度と
の開にずれを生じるからである。
としても、その測定の際の電力損失は無視できず、接合
部分の発熱による接合温度の上昇により、高温になるに
従って周囲温度から求める接合温度と実際の接合温度と
の開にずれを生じるからである。
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、接合温度と耐圧との相関の信頼性が
高い耐圧特性測定法を提供することにある。
的とするところは、接合温度と耐圧との相関の信頼性が
高い耐圧特性測定法を提供することにある。
[課題を解決するための手Pi]
上記目的を達成するために、本発明はMOSFETのソ
ース・ドレイン間電圧降下の温度特性を測定する第1の
測定により接合温度とソース・ドレイン間電圧降下との
相関を求めると共に、順方向のドレイン電流を流して接
合温度を上昇させ、その接合温度の上昇過程でドレイン
耐圧及びソース・ドレイン間電圧降下を同時測定する第
2の測定によりドレイン耐圧とソース・ドレイン間電圧
降下との相関を求め、両測定で求めた相関から接合温度
とドレイン耐圧との相関を求めている。
ース・ドレイン間電圧降下の温度特性を測定する第1の
測定により接合温度とソース・ドレイン間電圧降下との
相関を求めると共に、順方向のドレイン電流を流して接
合温度を上昇させ、その接合温度の上昇過程でドレイン
耐圧及びソース・ドレイン間電圧降下を同時測定する第
2の測定によりドレイン耐圧とソース・ドレイン間電圧
降下との相関を求め、両測定で求めた相関から接合温度
とドレイン耐圧との相関を求めている。
また、トランジスタの場合には、トランジスタのベース
・エミッタ間電圧降下の温度特性を測定する#11の測
定により接合温度とベース・エミッタ間電圧降下との相
関を求めると共に、順方向のコレクタ電流を流して接合
温度を上昇させ、その接合温度の上昇過程でコレクタ耐
圧及びベース・エミッタ間電圧降下を同時測定する第2
の測定によりコレクタ耐圧とベース・エミッタ間電圧降
下との相関を求め、両測定で求めた相関から接合温度と
コレクタ耐圧との相関を求めれば良い。
・エミッタ間電圧降下の温度特性を測定する#11の測
定により接合温度とベース・エミッタ間電圧降下との相
関を求めると共に、順方向のコレクタ電流を流して接合
温度を上昇させ、その接合温度の上昇過程でコレクタ耐
圧及びベース・エミッタ間電圧降下を同時測定する第2
の測定によりコレクタ耐圧とベース・エミッタ間電圧降
下との相関を求め、両測定で求めた相関から接合温度と
コレクタ耐圧との相関を求めれば良い。
[作用1
本発明は、上述のように#I11の測定により接合温度
とソース・ドレイン間電圧降下との相関を求め、第2の
測定でドレイン耐圧とソース・ドレイン間電圧降下との
相関を求め、両相間から接合温度とドレイン耐圧との相
関を求めることにより、仮想の熱抵抗をもとにして周囲
温度から接合温度を換算して求める場合よりも、実際の
接合温度に極めて近い接合温度を第1の測定結果から求
めることができるようにして、接合温度とドレイン耐圧
とのMIrRの信頼性が高くなるようにしたものである
。
とソース・ドレイン間電圧降下との相関を求め、第2の
測定でドレイン耐圧とソース・ドレイン間電圧降下との
相関を求め、両相間から接合温度とドレイン耐圧との相
関を求めることにより、仮想の熱抵抗をもとにして周囲
温度から接合温度を換算して求める場合よりも、実際の
接合温度に極めて近い接合温度を第1の測定結果から求
めることができるようにして、接合温度とドレイン耐圧
とのMIrRの信頼性が高くなるようにしたものである
。
なお、トランジスタの場合にはベース・エミッタ間電圧
降下に基づいて実際の接合温度に極めて近い接合温度を
求めることができ、MOSFETの場合と同様の効果が
期待できる。
降下に基づいて実際の接合温度に極めて近い接合温度を
求めることができ、MOSFETの場合と同様の効果が
期待できる。
[実施例1
第1図及びtIIJ2図に本発明の一実施例を示す。
本実施例では高電力MO8FETの耐圧特性を求めるも
のである。
のである。
以下、本実施例の耐圧特性を求める測定方法について説
明する。まず、MO8FETIのソース・ドレイン間電
圧降下JV50を恒温槽内にて測定する(第1の測定)
、この場合には、恒温槽の温度を徐々に上げて行き、代
表点におけるソース・ドレイン間電圧降下AVSDを夫
々求める。この測定結果から接合温度Tjとソース・ド
レイン間電圧降下4V5Dとの相関を得る。つまり、ソ
ース・ドレイン間電圧降下1jvsoは順方向特性であ
るので、この場合のMO9FETIの電力損失はj!!
1i9JJJできる程小さい。このため、恒温槽内の温
度Ta、ケース表面温度Tc、及び接合温度Tjとは一
致する(T j= Tc= T a)、従って、接合温
度Tjを恒温槽の温度Taで監視できることになり、接
合温度Tjとソース・ドレイン間電圧降下1!jVsD
との相関が得られるのである。
明する。まず、MO8FETIのソース・ドレイン間電
圧降下JV50を恒温槽内にて測定する(第1の測定)
、この場合には、恒温槽の温度を徐々に上げて行き、代
表点におけるソース・ドレイン間電圧降下AVSDを夫
々求める。この測定結果から接合温度Tjとソース・ド
レイン間電圧降下4V5Dとの相関を得る。つまり、ソ
ース・ドレイン間電圧降下1jvsoは順方向特性であ
るので、この場合のMO9FETIの電力損失はj!!
1i9JJJできる程小さい。このため、恒温槽内の温
度Ta、ケース表面温度Tc、及び接合温度Tjとは一
致する(T j= Tc= T a)、従って、接合温
度Tjを恒温槽の温度Taで監視できることになり、接
合温度Tjとソース・ドレイン間電圧降下1!jVsD
との相関が得られるのである。
次に、第1図に示す試験回路による測定を行う(第2の
測定)。この試験回路では、MOSFET1のデート・
ソース間は短絡してあり、MO8FETIに順方向のド
レイン電流を流す電力を供給する高圧電源7と、逆方向
のドレイン電流を流す電力を供給する低圧電源8とを備
え、夫々の電源7.8をスイッチ(またはリレーでも良
い。)11を介してMO3FETIのドレイン・ソース
間に接続し、スイッチ11の切換により選択的にMO3
FETIに各X源7,8を接続するようにしである。こ
こで、電源7,8に夫々直列に挿入された抵抗9,10
は保護抵抗である。また、スイッチ11とMO5FET
Iとの闇に電流計5を接続すると共に、MO8FETI
と電流計5との直列回路の両端に電圧計6を接続しであ
る。
測定)。この試験回路では、MOSFET1のデート・
ソース間は短絡してあり、MO8FETIに順方向のド
レイン電流を流す電力を供給する高圧電源7と、逆方向
のドレイン電流を流す電力を供給する低圧電源8とを備
え、夫々の電源7.8をスイッチ(またはリレーでも良
い。)11を介してMO3FETIのドレイン・ソース
間に接続し、スイッチ11の切換により選択的にMO3
FETIに各X源7,8を接続するようにしである。こ
こで、電源7,8に夫々直列に挿入された抵抗9,10
は保護抵抗である。また、スイッチ11とMO5FET
Iとの闇に電流計5を接続すると共に、MO8FETI
と電流計5との直列回路の両端に電圧計6を接続しであ
る。
この試験においてはMO8FETIのみを恒温槽内に入
れて測定を行う。まず、恒温槽の温度TaをMO8FE
TIが自己発熱現象を起こすのに必要な基底温度に保っ
た状態で、高圧電源7からMO8FETIに電圧を印加
して、第2図(a)に示すようにドレイン電流を順方向
(PH1合では逆方向)に流しておく、シばらくすると
、通電による電力損失の発生によって接合部分が発熱し
、第2図(b)に示すように接合温度Tjが上昇してく
る。このようにして、一定時間が経過した時に、第2図
(c)に示すドレイン耐圧f3vossを測定し、瞬時
にスイッチ11を切り換えて低圧電源8をMO8FET
Iに接続し、ドレイン電流を逆方向(PN接合では順方
向)に転流させ(第2図(、)でマイナス1il)、そ
のときのソース・ドレイン間電圧降下IJ V sむを
測定する(第2図(d))、ここで、ソース・ドレイン
間電圧降下141V!3Dの測定はドレイン耐圧B V
D5s(7)測定後に瞬時に行う(言わば殆ど同時に
測定する)必要がある。このようにソース・ドレイン間
電圧降下71IVSDをドレイン耐圧BvL、5Sの測
定後に直ぐに行えば、ソース・ドレイン間電圧降下AV
SDの測定における電力損失は無視できる枚重さいので
、第2図(b)に示す上うにソース・ドレイン間電圧降
下71Ivsr+の測定の前後では接合温度Tjは不変
である。従って、一定時間毎に上述の場合と同様にして
ドレイン耐圧B V DSSとソース・ドレイン間電圧
降下aVsoとを測定することにより、ドレイン耐圧B
Vt155とソース・ドレイン間電圧降下1!IIVs
Dとの相関が得られる。
れて測定を行う。まず、恒温槽の温度TaをMO8FE
TIが自己発熱現象を起こすのに必要な基底温度に保っ
た状態で、高圧電源7からMO8FETIに電圧を印加
して、第2図(a)に示すようにドレイン電流を順方向
(PH1合では逆方向)に流しておく、シばらくすると
、通電による電力損失の発生によって接合部分が発熱し
、第2図(b)に示すように接合温度Tjが上昇してく
る。このようにして、一定時間が経過した時に、第2図
(c)に示すドレイン耐圧f3vossを測定し、瞬時
にスイッチ11を切り換えて低圧電源8をMO8FET
Iに接続し、ドレイン電流を逆方向(PN接合では順方
向)に転流させ(第2図(、)でマイナス1il)、そ
のときのソース・ドレイン間電圧降下IJ V sむを
測定する(第2図(d))、ここで、ソース・ドレイン
間電圧降下141V!3Dの測定はドレイン耐圧B V
D5s(7)測定後に瞬時に行う(言わば殆ど同時に
測定する)必要がある。このようにソース・ドレイン間
電圧降下71IVSDをドレイン耐圧BvL、5Sの測
定後に直ぐに行えば、ソース・ドレイン間電圧降下AV
SDの測定における電力損失は無視できる枚重さいので
、第2図(b)に示す上うにソース・ドレイン間電圧降
下71Ivsr+の測定の前後では接合温度Tjは不変
である。従って、一定時間毎に上述の場合と同様にして
ドレイン耐圧B V DSSとソース・ドレイン間電圧
降下aVsoとを測定することにより、ドレイン耐圧B
Vt155とソース・ドレイン間電圧降下1!IIVs
Dとの相関が得られる。
ここで、ブース・ドレイン間電圧降下avst+は先の
測定により接合温度Tjとの相関が求められるから、接
合温度Tjとドレイン耐圧B V 055との相関が得
られることになる。なお、測定点以外の任意の接合温度
Tj1.:′Nするドレイン耐圧BVt+ssは数値補
間法を用いれば求まる。このように本実施例では、接合
温度Tjとソース・ドレイン間電圧降下aVs、、との
相関を求めると共に、ドレイン耐圧Bvbssとソース
・ドレイン間電圧降下aVs、。
測定により接合温度Tjとの相関が求められるから、接
合温度Tjとドレイン耐圧B V 055との相関が得
られることになる。なお、測定点以外の任意の接合温度
Tj1.:′Nするドレイン耐圧BVt+ssは数値補
間法を用いれば求まる。このように本実施例では、接合
温度Tjとソース・ドレイン間電圧降下aVs、、との
相関を求めると共に、ドレイン耐圧Bvbssとソース
・ドレイン間電圧降下aVs、。
との相関を求め、両相間から接合温度Tjとドレイン耐
圧13vossとの相関を求めることにより、仮想の熱
抵抗をもとにして周囲温度Taから接合温度Tjを換算
して求める場合よりも、接合温度Tjとソース・ドレイ
ン間電圧降下AVSDとの相関を求める測定結果から実
際の接合温度に極めて近い接合温度Tjが得られ、接合
温度Tjとドレイン耐圧!3vossとの相関の信頼性
が高くなる。なお、この耐圧特性測定法は高温になると
接合温度Tjと周囲温度Taとのずれが大きくなるので
、従来測定法に比べて高温時に特に有効なものとなる。
圧13vossとの相関を求めることにより、仮想の熱
抵抗をもとにして周囲温度Taから接合温度Tjを換算
して求める場合よりも、接合温度Tjとソース・ドレイ
ン間電圧降下AVSDとの相関を求める測定結果から実
際の接合温度に極めて近い接合温度Tjが得られ、接合
温度Tjとドレイン耐圧!3vossとの相関の信頼性
が高くなる。なお、この耐圧特性測定法は高温になると
接合温度Tjと周囲温度Taとのずれが大きくなるので
、従来測定法に比べて高温時に特に有効なものとなる。
ところで、上記高温耐圧特性測定法は高電力トランジス
タに関しても略同様にして適用できる。
タに関しても略同様にして適用できる。
まず、MOSFETの最初の測定と同様にして、トラン
ジスタのベース・エミッタ間電圧降下と接合温度との相
関を得る。なお、この測定は電力損失を無視し得る微少
電力範囲内で行い、且つ一定電流におけるベース・エミ
ッタ間電圧降下を測定しておく。
ジスタのベース・エミッタ間電圧降下と接合温度との相
関を得る。なお、この測定は電力損失を無視し得る微少
電力範囲内で行い、且つ一定電流におけるベース・エミ
ッタ間電圧降下を測定しておく。
次いで、2番目の測定に相当°する測定を行う。
なお、この際にはベース・エミッタ間電圧降下の測定の
際に一定電流をベース・エミッタ間に流すことができる
ように回路NII威し、且つベース・エミッタ間電圧降
下を測定できるようにしておく。
際に一定電流をベース・エミッタ間に流すことができる
ように回路NII威し、且つベース・エミッタ間電圧降
下を測定できるようにしておく。
ここで、恒温槽の温度をトランジスタが自己発熱現象を
起こすのに必要な基底温度に保ち、フレフタ電流を順方
向(PN接今では逆方向)に流し、定時間が経過した時
に、コレクタ耐圧を測定し、瞬時にベース・エミッタ間
電圧降下を測定するという測定を一定時間毎に繰り返し
、コレクタ耐圧とベース・エミッタ間電圧降下との相関
を得る。
起こすのに必要な基底温度に保ち、フレフタ電流を順方
向(PN接今では逆方向)に流し、定時間が経過した時
に、コレクタ耐圧を測定し、瞬時にベース・エミッタ間
電圧降下を測定するという測定を一定時間毎に繰り返し
、コレクタ耐圧とベース・エミッタ間電圧降下との相関
を得る。
この場合にも、ベース・エミッタ開型圧降下は先の測定
により接合温度との相関が求められるから、接合温度と
コレクタ耐圧との相関が得られる。
により接合温度との相関が求められるから、接合温度と
コレクタ耐圧との相関が得られる。
なお、この高温耐圧特性測定法は静電誘導サイリスタ等
の他のスイッチング素子にも同様にして適用できる。
の他のスイッチング素子にも同様にして適用できる。
[発明の効果]
本発明は上述のように、MOSFETのソース・ドレイ
ン間電圧降下の温度特性を測定する第1の測定により接
合温度とソース・ドレイン間電圧降下との相関を求める
と共に、順方向のドレイン電流を流して接合温度を上昇
させ、その接合温度の上昇過程でドレイン耐圧及びソー
ス・ドレイン間電圧降下を同時測定する第2の測定によ
りドレイン耐圧とソース・ドレイン間電圧降下との相関
を求め、両測定で求めた相関から接合温度とドレイン耐
圧との相関を求めているので、仮想の熱抵抗をもとにし
て周囲温度から接合温度を換算して求める場合よりも、
実際の接合温度に極めて近い接合温度を第1の測定結果
から求めることができ、接合温度とドレイン耐圧との相
関の信頼性が高くなる。
ン間電圧降下の温度特性を測定する第1の測定により接
合温度とソース・ドレイン間電圧降下との相関を求める
と共に、順方向のドレイン電流を流して接合温度を上昇
させ、その接合温度の上昇過程でドレイン耐圧及びソー
ス・ドレイン間電圧降下を同時測定する第2の測定によ
りドレイン耐圧とソース・ドレイン間電圧降下との相関
を求め、両測定で求めた相関から接合温度とドレイン耐
圧との相関を求めているので、仮想の熱抵抗をもとにし
て周囲温度から接合温度を換算して求める場合よりも、
実際の接合温度に極めて近い接合温度を第1の測定結果
から求めることができ、接合温度とドレイン耐圧との相
関の信頼性が高くなる。
また、トランジスタの場合には、トランジスタのベース
・エミッタ間電圧降下の温度特性を測定する第1の測定
により接合温度とベース・エミッタ間電圧降下との相関
を求めると共に、順方向のコレクタ電流を流して接合温
度を上昇させ、その接合温度の上昇過程でコレクタ耐圧
及びベース・エミッタ間電圧降下を同時測定する第2の
測定によりコレクタ耐圧とベース・エミッタ間電圧降下
との相関を求め、両測定で求めた相関から接合温度とコ
レクタ耐圧との相関を求めれば、ベース・エミッタ間電
圧降下を基づいて実際の接合温度に極めて近い接合温度
を求めることができ、MOSFETの場合と同様の効果
が期待できる。
・エミッタ間電圧降下の温度特性を測定する第1の測定
により接合温度とベース・エミッタ間電圧降下との相関
を求めると共に、順方向のコレクタ電流を流して接合温
度を上昇させ、その接合温度の上昇過程でコレクタ耐圧
及びベース・エミッタ間電圧降下を同時測定する第2の
測定によりコレクタ耐圧とベース・エミッタ間電圧降下
との相関を求め、両測定で求めた相関から接合温度とコ
レクタ耐圧との相関を求めれば、ベース・エミッタ間電
圧降下を基づいて実際の接合温度に極めて近い接合温度
を求めることができ、MOSFETの場合と同様の効果
が期待できる。
第1図は本発明の一実施例の第2の測定の測定回路、第
2図は同上の測定結果の説明図である。 1はMO8FETS □VSDはソース・ドレイン間電
圧降下、Bvossはドレイン耐圧、Tjは接合温度で
ある。
2図は同上の測定結果の説明図である。 1はMO8FETS □VSDはソース・ドレイン間電
圧降下、Bvossはドレイン耐圧、Tjは接合温度で
ある。
Claims (2)
- (1)MOSFETのソース・ドレイン間電圧降下の温
度特性を測定する第1の測定により接合温度とソース・
ドレイン間電圧降下との相関を求めると共に、順方向の
ドレイン電流を流しで接合温度を上昇させ、その接合温
度の上昇過程でドレイン耐圧及びソース・ドレイン間電
圧降下を同時測定する第2の測定によりドレイン耐圧と
ソース・ドレイン間電圧降下との相関を求め、両測定で
求めた相関から接合温度とドレイン耐圧との相関を求め
て成る耐圧特性測定法。 - (2)トランジスタのベース・エミッタ間電圧降下の温
度特性を測定する第1の測定により接合温度とベース・
エミッタ間電圧降下との相関を求めると共に、順方向の
コレクタ電流を流して接合温度を上昇させ、その接合温
度の上昇過程でコレクタ耐圧及びベース・エミッタ間電
圧降下を同時測定する、第2の測定によりコレクタ耐圧
とベース・エミツタ間電圧降下との相関を求め、両測定
で求めた相関から接合温度とコレクタ耐圧との相関を求
めて成る耐圧特性測定法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32638089A JPH03186775A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 耐圧特性測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32638089A JPH03186775A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 耐圧特性測定法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03186775A true JPH03186775A (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=18187157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32638089A Pending JPH03186775A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 耐圧特性測定法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03186775A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7121721B2 (en) * | 2001-07-04 | 2006-10-17 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for measuring operating temperatures of an electrical component |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP32638089A patent/JPH03186775A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7121721B2 (en) * | 2001-07-04 | 2006-10-17 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and method for measuring operating temperatures of an electrical component |
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