功率器件单粒子效应测试方法、电路和设备与流程

本技术涉及电子器件测试，特别是涉及一种功率器件单粒子效应测试方法、电路和设备。

背景技术：

1、半导体功率器件在航天应用中面临严峻的辐射环境挑战，其中单个高能粒子入射可能引发单粒子效应，导致器件永久性损伤或失效，严重影响航天器可靠性。为评估这种影响，通常采用基于地面模拟辐射源的加速辐照试验。然而，传统试验方法通常将器件置于静态偏置条件下进行测试，例如在高压反偏状态下模拟单粒子烧毁效应或在栅端加恒定负偏压测试栅穿效应。这种静态偏置条件与实际航天应用中的动态开关工况差异显著，使得试验结果难以全面反映真实工作状态下器件的抗辐射特性，限制了评估的准确性与实用性。

2、相关技术中，通常采用静态偏置方式开展加速辐照试验，使功率器件处于固定的高压反偏或其他恒定偏置状态，利用地面加速器产生的重离子束对器件进行辐照，以模拟空间高能粒子对功率器件的影响。然而，静态偏置试验可能低估或高估器件在动态工况下的抗辐射特性，导致评估偏差较大。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够通过模拟动态工作状态，使评估结果能够贴近实际使用过程中的抗辐照变化，以提高对功率器件可靠性验证结果的精确性的功率器件单粒子效应测试方法、电路、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种功率器件单粒子效应测试方法，包括：

3、对待辐照测试的功率器件进行特性测试，获得功率器件的初始特性参数集；

4、根据预设动态偏置方案和预设辐照方案，对功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据；

5、对目标器件进行特性测试，获得目标器件的辐照特性参数集；目标器件为经过辐照测试的功率器件；

6、根据初始特性参数集、辐照特性参数集和辐照测试数据，确定功率器件的抗辐射特性的评估结果。

7、在其中一个实施例中，根据预设动态偏置方案和预设辐照方案，对功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据，包括：

8、根据预设动态偏置方案搭建功率器件的辐照测试电路；

9、根据预设辐照方案对辐照测试电路中的功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据。

10、在其中一个实施例中，预设动态偏置方案包括电路配置方案和预设偏置参数，根据预设动态偏置方案搭建功率器件的辐照测试电路，包括：

11、根据电路配置方案和预设偏置参数，对功率器件进行电路搭建，获得待测试电路；

12、对待测试电路进行电路验证，获得电路验证结果；

13、在电路验证结果为待测试电路的工作状态不符合预设状态的情况下，对待测试电路进行修正，获得修正后电路；

14、将修正后电路作为新的待测试电路，并对新的待测试电路进行电路验证，直至最近一次新的待测试电路工作状态符合预设状态；将最近一次新的待测试电路作为辐照测试电路。

15、在其中一个实施例中，预设辐照方案包括测试器件连接方案和辐照区域设置方案，根据预设辐照方案对辐照测试电路中的功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据，包括：

16、根据测试器件连接方案对辐照测试电路中的功率器件进行设置，获得待辐照功率器件；

17、基于辐照区域设置方案确定辐照区域，并将待辐照功率器件安置在辐照区域；

18、对安置在辐照区域的待辐照功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据。

19、在其中一个实施例中，根据初始特性参数集、辐照特性参数集和辐照测试数据，确定功率器件的抗辐射特性的评估结果，包括：

20、将初始特性参数集与辐照热特性参数集进行参数对比，获得参数变化数据集；

21、根据参数变化数据集和辐照测试数据，确定功率器件的抗辐射特性的评估结果。

22、在其中一个实施例中，对待辐照测试的功率器件进行特性测试，获得功率器件的初始特性参数集，包括：

23、对功率器件进行伏安特性测试，获得功率器件的静态特性参数集；

24、对功率器件进行开关动态特性测试，获得功率器件的动态特性参数集；

25、其中，初始特性参数集包括静态特性参数集和动态特性参数集。

26、第二方面，本技术还提供了一种功率器件单粒子效应测试装置，适用于如上述任意一项的方法，包括：

27、功率器件，功率器件安置在主功率回路中，且功率器件连接有偏置电源；

28、监测器件，用于监测功率器件的运行数据，监测器件与功率器件连接；

29、保护电路，用于对测试电路进行保护，保护电路与功率器件并联设置。

30、在其中一个实施例中，监测器件包括电压探头、电流探头和示波器，电压探头的第一端与功率器件的漏极连接，电压探头的第二端与功率器件的源极连接，电流探头的第一端接入主功率回路中，电压探头的第三端与电流探头的第二端均和示波器连接。

31、在其中一个实施例中，保护电路包括二极管、电容和负载电阻，二极管的阳极与功率器件的漏极连接，电容的第一端与负载电阻的第一端均和二极管的阴极连接，电容的第二端与负载电阻的第二端均与功率器件的源极连接，负载电阻的两端分别与偏置电源的两个输出端连接。

32、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

33、对待辐照测试的功率器件进行特性测试，获得功率器件的初始特性参数集；

34、根据预设动态偏置方案和预设辐照方案，对功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据；

35、对目标器件进行特性测试，获得目标器件的辐照特性参数集；目标器件为经过辐照测试的功率器件；

36、根据初始特性参数集、辐照特性参数集和辐照测试数据，确定功率器件的抗辐射特性的评估结果。

37、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

38、对待辐照测试的功率器件进行特性测试，获得功率器件的初始特性参数集；

39、根据预设动态偏置方案和预设辐照方案，对功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据；

40、对目标器件进行特性测试，获得目标器件的辐照特性参数集；目标器件为经过辐照测试的功率器件；

41、根据初始特性参数集、辐照特性参数集和辐照测试数据，确定功率器件的抗辐射特性的评估结果。

42、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

43、对待辐照测试的功率器件进行特性测试，获得功率器件的初始特性参数集；

44、根据预设动态偏置方案和预设辐照方案，对功率器件进行辐照测试，获得辐照测试数据；

45、对目标器件进行特性测试，获得目标器件的辐照特性参数集；目标器件为经过辐照测试的功率器件；

46、根据初始特性参数集、辐照特性参数集和辐照测试数据，确定功率器件的抗辐射特性的评估结果。

47、上述功率器件单粒子效应测试方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，在辐照测试之前对待测试的功率器件进行特性测试，获得包括开关速度、阈值电压以及导通电阻等关键参数，形成初始特性参数集。然后，将待测试的功率器件接入按照预设动态偏置方案进行搭建的测试电路中，并且依据辐照方案对该待测试的功率器件进行辐照测试，采集辐射剂量、偏置电压变化及器件响应等辐照测试数据，确保测试环境贴近器件真实运行中的动态应力。之后，再对经过辐照后的功率器件进行特性测试，以得到辐照后的功率器件的相关特性参数即辐照特性参数集。通过将初始特性参数集中各参数数据与在辐照特性参数集中对应的参数数据进行比较，以确定各参数数据的变化，并且结合辐照过程中的功率器件的测试数据对功率器件进行综合评估，通过模拟动态工作状态，使评估结果能够贴近实际使用过程中的抗辐照变化，以提高对功率器件可靠性验证结果的精确性。