CN113238135A - 功率半导体器件特性检测分析*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种功率半导体器件特性检测分析***，包括数据采集模块，PLC控制模块，多档位切换模块，电流测试模块，电压测试模块，功率测试模块，脉冲测试模块，数据分析模块，监测模块；所述数据采集模块将采集的电源信号输入至PLC控制模块；所述PLC控制模块通过多档位切换模块分别控制电流测试模块、电压测试模块、功率测试模块、脉冲测试模块；PLC控制模块分别控制所述数据分析模块和监测模块。本发明在于提供一种智能化程度高，测试精准，结构合理，成本较低，功能多样，可靠性强的一种功率半导体器件特性检测分析***。

Description

功率半导体器件特性检测分析***

技术领域

本发明涉及电子元器件测试技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件特性检测分析***。

背景技术

目前中国是世界上芯片进口最大的市场，2017年进口额高达2000亿美元，已经超过我国石油的进口。2018年4月，中兴通讯被美国制裁，一时间中兴通讯的正常经营活动无法正常进行；2019年5月，华为被美国列入“实体清单”，华为曾一度陷入被动，而两家公司受影响的是同一种依赖美国公司进口的电子原材料：芯片。随着中美贸易摩擦的，多家公司先后被美国制裁，这引起了国家对半导体行业发展的高度重视，国产半导体自主可控势在必行，因此，国内不断出台政策，以促进我国半导体行业落后局面的改善。

与集成电路的工艺复杂度相比较，功率半导体器件工艺步骤相对较少，并且工艺精度相对要求较低，因此，国内大力发展功率半导体器件。随着功率半导体产业不断走高，同时也带来了测试设备市场的强大需求。目前国内几大半导体厂商公司仍然大量依赖国外的测试设备，面对日益庞大的功率半导体市场，为了不像芯片一样再次被某些发达国家限制，为了摆脱测试设备的进口依赖，测试设备的国产替代显得尤为重要。

功率半导体测试分析是功率半导体设计、制造、封装的重要核心测试设备，解决国产替代的进程将有利于我国本土功率半导体产业的快速发展，只有功率半导体测试设备生产水平提高了才能和功率半导体厂商相结合推动我国功率半导体产业的快速发展。功率半导体产业的发展需要电子科学与技术相关高校、科研院所提供技术人才，通过不断的进行实验验证，才能设计出稳定的电路***与功率器件，达到功率半导体器件的技术要求。

然而，国外的半导体功率器件测试仪器价格昂贵，采购及维护周期长，国内搭建的测试平台也相对较为陈旧与笨重，测试精度不高。

中国专利申请号为：201920273272.7，申请日是:2019年03月05日，公开日是：2019年12月06日，专利名称为：功率半导体器件功率循环测试***，该发明公开了一种智功率半导体器件功率循环测试***，设有控制电路及由控制电路控制的稳压电源、制冷装置及被测器件驱动电路；所述稳压电源的输出分别与多个检测支路相接；所述检测支路设有与稳压电源相接的检流电阻，与检测电阻串联有由控制电路控制开断的低阻开关器件，与低阻开关器件并联有分压电阻，所述检流电阻两端与模拟信号选择电路相接，模拟信号选择电路的输出与电压信号采集电路相接；所述电压信号采集电路的输出与控制电路相接；测试时，所述被测器件驱动电路与被测器件栅极相接，所述低阻开关器件与被测器件相串联，所述模拟信号选择电路亦接于被测器件源极与漏极之间。

上述专利文献公开了一种功率半导体器件功率循环测试***，但是该专利***测试不够准确，功能单一，成本较高，不能满足市场需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率半导体器件特性检测分析***来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种功率半导体器件特性检测分析***，包括数据采集模块，PLC控制模块，多档位切换模块，电流测试模块，电压测试模块，功率测试模块，脉冲测试模块，数据分析模块，监测模块；

所述数据采集模块，用于采集输入电源信号；所述PLC控制模块，用于控制分析电源信息并控制电源信号输出；所述多档位切换模块，用于多档位控制切换测试信号；所述电流测试模块，用于测试电流信号；所述电压测试模块，用于测试电压信号；所述功率测试模块，用于测试功率信号；所述脉冲测试模块，用于测试脉冲信号；所述数据分析模块，用于对PLC控制模块处理信息进行分析；所述监测模块，用于监测分析测试数据信息；

所述数据采集模块将采集的电源信号输入至PLC控制模块；所述PLC控制模块通过多档位切换模块分别控制电流测试模块、电压测试模块、功率测试模块、脉冲测试模块；该PLC控制模块分别控制所述数据分析模块和监测模块。

可选地，所述PLC控制模块型号是Exadata的CPU。

可选地，所述电流测试模块包括微电流测试模块、大电流测试模块、电流保护电路，电流保护电路用于保护电流测试模块进行电流测试。

可选地，所述电压测试模块包括中低电压测试模块、高电压测试模块、电压保护电路，电压保护电路用于保护电压测试模块进行电压测试。

可选地，所述监测模块包括校正模块、自检模块、故障告警模块，校正模块用于对测试参数进行校正，自检模块用于测试参数进行自我检测，故障告警模块用于故障告警。

可选地，所述PLC控制模块包括显示模块，显示模块用于显示检测分析的信息。

本发明提供的技术方案的有益效果是:1)本发明通过数据采集模块采集电源信息输入至该PLC控制模块，该PLC控制模块处理分析电源信息，可以准确地检测分析各种电流和各种电压、功率参数、脉冲信号参数，并且控制该***更加便捷；2)本发明功能多样，保证了测试电流和电压参数的稳定性和可靠性，大大提高了给功率半导体器件特性检测分析***的使用寿命；3)本发明适用场所广泛，成本较低，结构合理，是现有技术的一次升级改进。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例功率半导体器件特性检测分析***的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种功率半导体器件特性检测分析***，该***包括：数据采集模块1，PLC控制模块2，多档位切换模块3，电流测试模块4，电压测试模块5，功率测试模块6，脉冲测试模块7，数据分析模块8，监测模块9；

所述数据采集模块1，用于采集输入电源信号；所述PLC控制模块2，用于控制分析电源信息并控制电源信号输出；所述多档位切换模块3，用于多档位控制切换测试信号；所述电流测试模块4，用于测试电流信号；所述电压测试模块5，用于测试电压信号；所述功率测试信号6，用于测试功率信号；所述脉冲测试模块7，用于测试脉冲信号；所述数据分析模块8，用于对PLC控制模块处理信息进行分析；所述监测模块9，用于监测分析测试数据信息；

所述数据采集模块1将采集的电源信号输入至该PLC控制模块2；所述PLC控制模块2通过多档位切换模块3分别控制电流测试模块4、电压测试模块5、功率测试模块6、脉冲测试模块7；该PLC控制模块2分别控制所述数据分析模块8和监测模块9。

优选地，所述PLC控制模块3型号是Exadata的CPU。

本实施例中，所述数据采集模块采集电源信号输入至所述PLC控制模块2；该PLC控制模块2通过多档位切换模块3分别控制电流测试模块4、电压测试模块5、功率测试模块6、脉冲测试模块7进行测试，所述多档位切换模块3可以进行不同档位切换来控制测试电流测试模块4、电压测试模块5、功率测试模块6、脉冲测试模块7进行各种参数测试。

本实施例，所述数据分析模块8可以对PLC控制模块2进一步分析处理，使该PLC控制模块2分析处理数据更加准确，以便该PLC控制模块2控制各个测试模块测试各种电源参数更加准确。

本发明通过PLC控制模块2控制测试各种电源参数，不仅测试准确率高，而且更加可靠，结构相对来说比价简单，成本也比较低。

本实施例中，所述电流测试模块4包括微电流测试模块41和大电流测试模块42。通过该微电流测试模块41和大电流测试模块42测试电流参数，这样，得出的电流参数更加准确，稳定，可靠。

本实施例，优选地，所述电流测试模块4包括电流保护电路43，该电流保护电路43用于保护电流测试模块4进行电流测试。

当然，该电流保护电路43也用于保护该微电流测试模块41和大电流测试模块42进行电流测试。

本实施例中，所述电压测试模块5包括中低电压测试模块51和高电压测试模块52。通过该中低电压测试模块51和高电压测试模块52进行电压测试，得到的电压参数更加准确，稳定，可靠。

本实施例，优选地，所述电压测试模块5包括电压保护电路53，该电压保护电路53用于保护电压测试模块进行电压测试。

所述电压保护电路53也用于保护该中低电压测试模块51和高电压测试模块52进行电压测试。

本实施例，优选地，所述PLC控制模块2通过RS232或RS485接口与将分析处理后的信息传输至监测控制模块9。

本实施例，优选地，所述监测模块9包括校正模块91，该校正模块91用于对测试参数进行校正。

通过该校正模块91对测试参数的校正，使测试电源参数更加准确，误差率更低。

本实施例，优选地，所述监测模块9包括自检模块92，该自检模块82用于测试参数进行自我检测。

当本发明***测试中有测试偏差，可以通过该自检模块92进行自检，验证本***电源测试是否正常。

本实施例，优选地，所述监测控制模块9还包括故障告警模块93，该故障告警模块93用于故障告警。

当本***测试出现故障，该故障告警模块93发出告警信息，提醒工作人员及时处理故障，维护正常测试工作。

本实施例，优选地，所述PLC控制模块2包括显示模块10，该显示模块10用于显示检测分析的信息。

所述显示模块10通过PLC控制模块2控制可以显示各种测试参数和各种测试信息，大大方便了测试人员及时了解测试信息。

实施例2

与上述实施例的不同之处在于，所述电流保护电路43还包括过流保护电路、过载保护电路，过热保护电路；通过该过流保护电路、过载保护电路，过热保护电路对电流测试模块4的保护，使电流测试工作更加稳定可靠。

本实施例，优选地，所述电压保护电路53还包括过压保护电路、过载保护电路，过热保护电路；通过该过压保护电路、过载保护电路，过热保护电路对电压测试模块5的保护，使电压测试工作更加稳定可靠。

本发明通过研究高精度大电流发生技术，实现大量程范围内输出电流的高精度受控输出，并有效解决开关电源对控制电路的各种干扰问题，满足试验对注入电流进行高精度连续调节的要求。

在各种电器设备中，电磁干扰的问题普遍存在，并且，在对功率半导体进行高压大电流测试时，主要存在有试验电流的准确控制及功率半导体开关过程中产生的尖峰电压防范问题。试验电流如果过大会导致功率半导体器件损坏，电流不足则达不到测试要求，功率半导体在开断过程中产生的尖峰电压也会使功率半导体器件损坏。

因此，本发明通过不断改进技术方案，采用高效率低噪声多级隔离技术，有效减小开关电源对控制电路的干扰，为实现高精度大电流输出创造了条件。利用多模块并联及闭环控制技术实现了大量程范围内输出电流的高精度受控输出，满足试验对注入电流进行高精度连续调节的要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种功率半导体器件特性检测分析***，其特征在于：包括数据采集模块，PLC控制模块，多档位切换模块，电流测试模块，电压测试模块，功率测试模块，脉冲测试模块，数据分析模块，监测模块；

所述数据采集模块，用于采集输入电源信号；所述PLC控制模块，用于控制分析电源信息并控制电源信号输出；所述多档位切换模块，用于多档位控制切换测试信号；所述电流测试模块，用于测试电流信号；所述电压测试模块，用于测试电压信号；所述功率测试模块，用于测试功率信号；所述脉冲测试模块，用于测试脉冲信号；所述数据分析模块，用于对PLC控制模块处理信息进行分析；所述监测模块，用于监测分析测试数据信息；

所述数据采集模块将采集的电源信号输入至PLC控制模块；所述PLC控制模块通过多档位切换模块分别控制电流测试模块、电压测试模块、功率测试模块、脉冲测试模块；所述PLC控制模块分别控制所述数据分析模块和监测模块。

2.根据权利要求1所述功率半导体器件特性检测分析***，其特征在于：所述PLC控制模块型号是Exadata的CPU。

3.根据权利要求1所述功率半导体器件特性检测分析***，其特征在于：所述电流测试模块包括微电流测试模块、大电流测试模块、电流保护电路；所述电流保护电路用于保护电流测试模块进行电流测试。

4.根据权利要求1所述功率半导体器件特性检测分析***，其特征在于：所述电压测试模块包括中低电压测试模块、高电压测试模块、电压保护电路；所述电压保护电路用于保护电压测试模块进行电压测试。

5.根据权利要求1所述功率半导体器件特性检测分析***，其特征在于：所述监测模块包括校正模块、自检模块、故障告警模块；所述校正模块用于对测试参数进行校正，所述自检模块用于测试参数进行自我检测，所述故障告警模块用于故障告警。

6.根据权利要求1所述功率半导体器件特性检测分析***，其特征在于：所述PLC控制模块包括显示模块，显示模块用于显示检测分析的信息。

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