CN113156289B - 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法 - Google Patents

非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113156289B
CN113156289B CN202011503945.7A CN202011503945A CN113156289B CN 113156289 B CN113156289 B CN 113156289B CN 202011503945 A CN202011503945 A CN 202011503945A CN 113156289 B CN113156289 B CN 113156289B
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor device
branch
fully
current
series
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
CN202011503945.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113156289A (zh
Inventor
窦文雷
佟永吉
朱洪波
宋卓然
姜涛
高靖
杨博
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.)
STATE GRID LIAONING ECONOMIC TECHNIQUE INSTITUTE
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
STATE GRID LIAONING ECONOMIC TECHNIQUE INSTITUTE
State Grid Corp of China SGCC
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 STATE GRID LIAONING ECONOMIC TECHNIQUE INSTITUTE, State Grid Corp of China SGCC filed Critical STATE GRID LIAONING ECONOMIC TECHNIQUE INSTITUTE
Priority to CN202011503945.7A priority Critical patent/CN113156289B/zh
Publication of CN113156289A publication Critical patent/CN113156289A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113156289B publication Critical patent/CN113156289B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01R31/2601—Apparatus or methods therefor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

本发明公布了非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法，其包括电容器Cm、电感元件Lm、被测非全控型半导体器件、二极管、第1半导体器件T1、第2半导体器件T2和高精度同轴电阻。电容器Cm和电感元件Lm串联构成LC串联支路；被测非全控型半导体器件与二极管组成被测非全控型半导体器件支路；第1半导体器件T1和高精度同轴电阻串联构成反向电流测试支路，第2半导体器件T2构成正向导通支路，该装置采用双支路结构，既满足器件测试对正向电流峰值的要求，又可以实现对反向恢复电流的精准测试。

Description

非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法
技术领域
本发明涉及高精度电流测试装备，尤其是涉及非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法。
背景技术
半导体器件是当今新能源电力***的重要组成部分，换流阀、无功补偿装置，直流断路器等关键电气装备都由大量半导体器件组成。而半导体器件的瞬态开断会带来一系列电压过冲、振荡等电磁干扰以及显著的能量损耗，影响了装备性能。因此，研究半导体器件的瞬态开断特性十分必要，尤其是器件关断过程的反向恢复特性。但是，对于非全控型半导体器件，诸如二极管、晶闸管的反向恢复特性，采用传统的LC振荡回路进行测试时，为了能够符合实际工况，正向电流峰值往往远大于反向恢复电流峰值。而对于一个高精度电流测试装备而言，当具有大测量范围时其测试精度往往较低，如何兼顾大测试范围的同时保证小电流测试的精度是获得非全控型半导体器件精确反向恢复特性亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法，该装置既满足器件测试对正向电流峰值的要求，又可以实现对反向恢复电流的精准测试。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案如下：
非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置，包括电容器Cm、电感元件Lm、被测非全控型半导体器件、二极管、第1半导体器件T1、第2半导体器件T2和高精度同轴电阻，所述电容器Cm和电感元件Lm串联构成LC串联支路；所述被测非全控型半导体器件的发射极与二极管的输入端连接，被测非全控型半导体器件的集电极与所述二极管的输出端连接组成被测非全控型半导体器件支路；所述第1半导体器件T1和高精度同轴电阻串联构成反向电流测试支路，第2半导体器件T2 构成正向导通支路，LC串联支路、被测非全控型半导体器件支路依次串联连接，反向电流测试支路和正向导通支路并联连接后接入到LC串联支路和被测非全控型半导体器件支路的串联电路中，形成闭合回路。
所述的非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置的测试方法，包括以下步骤：
①首先给电容器充电至U ch，为电路提供电能，并保持被测非全控型半导体器件处于触发状态；
②触发T2导通，电流通过正向导通支路；
③经过∆t 1时间后，电流快接近于第一个过点时，关断T2；
④此时T2被关断，导通T1，电流i转移至反向电流测试支路，直至测试结束。
导通第1半导体器件T1切换到反向电流测试支路后，产生反向恢复电流，反向恢复电流产生向下的尖峰。
本发明所具有的优点和有益效果是：
本发明非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置，当被测非全控型半导体器件由正向导通转换为外加负电压截止时，这些存储的少数载流子的消失需要一定时间，这段时间就是半导体器件的反向恢复时间，这段时间里在半导体中形成的电流即为半导体器件的反向恢复电流。这样流过同轴电阻的电流极小，可以采用小量程范围的同轴电阻，而小量程同轴电阻测试精度较高。
采用双支路结构，首先给电容器充电，经过非全控型半导体器件，让大的正向电流通流过程和小电流反向恢复过程分别流过两个不同的支路，配合使用小量程高精度同轴电阻进行测试，既满足器件测试对正向电流峰值的要求，又可以实现对反向恢复电流的精准测试。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：
图1是本发明非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置的测试电路结构图；
图2是本发明非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置的电路原理图；
图3是本发明非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试方法的时序图；
图4是本发明非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试方法的电流波形示意图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细的描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，本发明非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试***，包括电容器Cm、电感元件Lm、被测非全控型半导体器件1、二极管3、第1半导体器件T1、第2半导体器件T2和高精度同轴电阻2，所述电容器Cm和电感元件Lm串联构成LC串联支路；所述被测非全控型半导体器件1的发射极与二极管的输入端连接，被测非全控型半导体器件的集电极与所述二极管的输出端连接组成被测非全控型半导体器件支路；所述第1半导体器件T1和高精度同轴电阻2串联构成反向电流测试支路，第2半导体器件T2 构成正向导通支路，LC串联支路、被测非全控型半导体器件支路依次串联连接，反向电流测试支路和正向导通支路并联连接后接入到LC串联支路和被测非全控型半导体器件支路的串联电路中，形成闭合回路。所述被测非全控性半导体器件支路用于根据所述电源产生模拟电流；所述正向导通支路用于导通正向电流；所述反向电流测试支路用于导通反向电流。反向电压可调的反向恢复特性测试电路包括：LC串联支路、被测非全控型半导体器件、反向电流测试支路以及正向导通支路。LC串联支路为电路提供电源；正向导通支路通过T2控制，能够导通正向电流，反向电流测试支路通过T1控制，能够导通反向电流。
非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试***的测试方法，包括以下步骤：
①首先给电容器充电至U ch，为电路提供电能，并保持被测非全控型半导体器件处于触发状态。
②触发T2导通，电流通过正向导通支路。电流通过正向导通支路，被测非全控型半导体器件内加正向电压导通时，被测非全控型半导体pn结上有非平衡少数载流子的积累，形成所谓电荷存储效应。
③ 经过∆t 1时间后，电流快接近于第一个过点时，关断T2。
④此时T2被关断，导通T1，电流i转移至反向电流测试支路，直至测试结束。T1和T2切换时，如图3所示，时序图的曲线会发生突变。
当被测非全控型半导体器件由正向导通转换为外加负电压截止时，这些存储的少数载流子的消失需要一定时间，这段时间就是被测非全控型半导体器件的反向恢复时间，这段时间里在被测非全控型半导体器件中形成的电流即为被测非全控型半导体器件的反向恢复电流，这样流过高精度同轴电阻的电流极小，所述反向电流测试支路配合使用小量程高精度同轴电阻进行测试，而小量程同轴电阻测试精度较高。
由于电路导通从T2变为T1，原来的续流通路不复存在，电感能量以磁能存在，此时电路完全由电容提供电能。
如图4所示，原来的续流通路向上，切换后电感要充电，电容要充电，此时反向恢复电流将产生向下的尖峰。
这样让大的正向电流通流过程和小电流反向恢复过程分别流过两个不同的支路，配合使用使用小量程高精度同轴电阻进行测试，既满足器件测试对正向电流峰值的要求，又可以实现对反向恢复电流的精准测试。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (1)

1.非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置，其特征在于：包括电容器Cm、电感元件Lm、被测非全控型半导体器件1、二极管3、第1半导体器件T1、第2半导体器件T2和高精度同轴电阻2，所述电容器Cm和电感元件Lm串联构成LC串联支路；所述被测非全控型半导体器件1的发射极与二极管的输入端连接，被测非全控型半导体器件的集电极与所述二极管的输出端连接组成被测非全控型半导体器件支路；所述第1半导体器件T1和高精度同轴电阻2串联构成反向电流测试支路，第2半导体器件T2构成正向导通支路，LC串联支路、被测非全控型半导体器件支路依次串联连接，反向电流测试支路和正向导通支路并联连接后接入到LC串联支路和被测非全控型半导体器件支路的串联电路中，形成闭合回路；
导通第1半导体器件T1切换到反向电流测试支路后，产生反向恢复电流，反向恢复电流产生向下的尖峰；
非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置的测试方法，其特征在于包括以下步骤：
①首先给电容器充电至Uch，为电路提供电能，并保持被测非全控型半导体器件处于触发状态；
②触发第2半导体器件T2导通，电流通过正向导通支路；
③经过Δt1时间后，电流快接近于第一个过点时，关断T2；
④此时第2半导体器件T2被关断，导通第1半导体器件T1，电流i转移至反向电流测试支路，直至测试结束。
CN202011503945.7A 2020-12-18 2020-12-18 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法 Active CN113156289B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011503945.7A CN113156289B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011503945.7A CN113156289B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113156289A CN113156289A (zh) 2021-07-23
CN113156289B true CN113156289B (zh) 2022-11-11

Family

ID=76882692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011503945.7A Active CN113156289B (zh) 2020-12-18 2020-12-18 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113156289B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116298753B (zh) * 2023-02-27 2024-01-30 佛山市联动科技股份有限公司 一种半导体器件反向恢复时间测试装置及方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09269354A (ja) * 1996-04-02 1997-10-14 Fuji Electric Co Ltd 半導体素子のオフ動作特性試験方法
JPH09293863A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Toyo Electric Mfg Co Ltd 半導体素子のシミュレータ
CN204666777U (zh) * 2015-05-26 2015-09-23 温州大学 利用反向恢复电流测量半导体双向开关载流子寿命的电路
CN105281303A (zh) * 2015-10-14 2016-01-27 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合式高压直流断路器及其实现方法
CN106872870A (zh) * 2017-01-16 2017-06-20 全球能源互联网研究院 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法
CN108051721A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种基于同轴电阻的igbt可靠性测试方法及***
CN108169666A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 华北电力大学 一种大电流关断特性测试装置
CN109444706A (zh) * 2018-11-16 2019-03-08 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种电力电子器件动态开关特性测试方法
CN109459675A (zh) * 2018-11-16 2019-03-12 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
CN109494507A (zh) * 2018-11-16 2019-03-19 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种适用于功率半导体器件测试的叠层母排
CN109546674A (zh) * 2018-12-07 2019-03-29 南京南瑞继保电气有限公司 一种桥式直流耗能装置及控制方法
CN109901040A (zh) * 2019-04-08 2019-06-18 西安交通大学 一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试***及测试方法
CN110286320A (zh) * 2019-07-02 2019-09-27 华北电力大学 具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路
CN110850174A (zh) * 2019-11-08 2020-02-28 中山大学 用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路、装置及***
CN211697983U (zh) * 2019-11-08 2020-10-16 中山大学 用于测试氮化镓hemt动态电阻的电压钳位电路及测试条件可控装置及测试***

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09269354A (ja) * 1996-04-02 1997-10-14 Fuji Electric Co Ltd 半導体素子のオフ動作特性試験方法
JPH09293863A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Toyo Electric Mfg Co Ltd 半導体素子のシミュレータ
CN204666777U (zh) * 2015-05-26 2015-09-23 温州大学 利用反向恢复电流测量半导体双向开关载流子寿命的电路
CN105281303A (zh) * 2015-10-14 2016-01-27 南京南瑞继保电气有限公司 一种混合式高压直流断路器及其实现方法
CN106872870A (zh) * 2017-01-16 2017-06-20 全球能源互联网研究院 一种高压功率器件的动态特性测试电路及测试方法
CN108051721A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 一种基于同轴电阻的igbt可靠性测试方法及***
CN108169666A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 华北电力大学 一种大电流关断特性测试装置
CN109444706A (zh) * 2018-11-16 2019-03-08 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种电力电子器件动态开关特性测试方法
CN109459675A (zh) * 2018-11-16 2019-03-12 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
CN109494507A (zh) * 2018-11-16 2019-03-19 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种适用于功率半导体器件测试的叠层母排
CN109546674A (zh) * 2018-12-07 2019-03-29 南京南瑞继保电气有限公司 一种桥式直流耗能装置及控制方法
CN109901040A (zh) * 2019-04-08 2019-06-18 西安交通大学 一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试***及测试方法
CN110286320A (zh) * 2019-07-02 2019-09-27 华北电力大学 具有保护功能的直流断路器半导体组件关断能力测试回路
CN110850174A (zh) * 2019-11-08 2020-02-28 中山大学 用于测试宽禁带半导体开关器件动态电阻的电压钳位电路、装置及***
CN211697983U (zh) * 2019-11-08 2020-10-16 中山大学 用于测试氮化镓hemt动态电阻的电压钳位电路及测试条件可控装置及测试***

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于串联晶闸管强迫过零关断技术的混合式高压直流断路器;封磊等;《高电压技术》;20180207;第44卷(第02期);388-394 *
特高压直流输电换流阀用晶闸管反向恢复特性研究与分析;刘隆晨等;《四川电力技术》;20170220;第40卷(第01期);51-54 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113156289A (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109374996B (zh) 一种飞跨电容三电平dcdc功率组件的双脉冲测试电路及方法
CN103675426B (zh) 电感电流过零检测方法及电路以及带该电路的开关电源
CN102156253A (zh) 一种igbt模块的双脉冲试验方法
CN106896258B (zh) 一种晶闸管瞬态导通压降测量电路
CN111416522B (zh) 一种新型的dsrd脉冲功率电路
Qin et al. Switching time delay optimization for “sic+ si” hybrid device in a phase-leg configuration
CN113156289B (zh) 非全控型半导体器件反向恢复电流高精度测试装置及方法
CN109884494A (zh) 一种高压大功率晶闸管漏电流测试***及其方法
Yue et al. Reverse recovery characteristics of high power thyristors in HVDC converter valve
CN115932521A (zh) 一种SiC MOSFET重复浪涌测试方法
CN110907790B (zh) 一种高压大功率晶闸管反向恢复电流测试***及测试方法
Zhuo et al. Research on photovolta array emulator system based on A novel zero-voltage zero-current switching converterer
CN105656467A (zh) 单向晶闸管触发节流电路及其触发装置
CN209046525U (zh) 一种marx发生器
CN102545594B (zh) 小型球形托卡马克欧姆磁体的双向电源
CN108712162B (zh) 一种雪崩晶体管串并联高压快沿开关电路
CN203722474U (zh) 一种准z源直流-直流升压变换器电路
CN111555596A (zh) 一种具有可调负压的SiC MOSFET栅极串扰抑制驱动电路
RU2557475C1 (ru) Генератор импульсов на лавинном транзисторе с повышенными кпд и частотой следования импульсов (варианты)
Xu et al. A behavioral transient model of IGBT for switching cell power loss estimation in electromagnetic transient simulation
Zhang et al. A modular push–pull–flyback high-voltage pulse generator for electric field emulation during a lightning strike
CN107222124B (zh) 一种用于液相放电产生等离子体的高压脉冲电源
CN203178427U (zh) 一种二极管反向恢复特性测试仪
CN205693551U (zh) 一种门极可关断晶闸管低导通维持电路
CN114325285A (zh) 一种具有可调栅压结构的SiC MOSFET重复短路测试方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant