一种功率半导体器件、测试系统和测试机的制作方法

本技术涉及功率半导体器件测试，具体为一种功率半导体器件、测试系统和测试机。

背景技术：

1、随着技术的发展，功率半导体igbt、mosfet的应用逐渐普及。在器件研发过程、制造过程和应用前需要对其开关特性评估。评估的方法包括单脉冲、双脉冲、多脉冲测试及短路测试等。igbt/mosfet动态性能测试机作为面对该领域的专用测试设备是模块制造厂商进行各项功能验证、性能验证和出厂检验的不二之选，其中对于被检测的栅极控制是测试系统的核心模块，该模块的功能决定了整个测试机的功能与效率。

2、在电力电子的应用领域如变频器、驱动器等环境中，通常工程师会根据功率模块的特性选择合适的驱动电路和设计用于实际的应用。

3、对于测试设备而言，由于面对的被测件种类繁多，要求各不相同，如果按照传统的设计方法就容易出现测试电压范围不足、测试用门极电阻更换速度慢等各种问题，极大的影响了测试效率与测试成本。

4、目前现有的测试机不具备开尔文接触测试功能，也不具备集成的阈值电压测试功能，且采用独立的开通、关断电源且远离驱动板。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于：现有的测试机不具备阈值电压测试功能。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种功率半导体器件测试系统，阈值电压与卡尔文测试电源和切换模块；其中，切换模块包括：继电器u21、继电器rl1；

4、阈值电压与卡尔文测试电源与继电器u21的输出侧引脚4连接；继电器rl1的开关引脚两端分别与阈值电压与卡尔文测试电源、被测功率半导体器件的集电极c连接；继电器u21的输出侧引脚3连接被测功率半导体器件的栅极g。

5、在本实施例中，切换模块包括继电器rl2；

6、继电器rl2的开关引脚两端分别连接被测功率半导体器件的集电极c和发射极e。

7、在本实施例中，测试系统包括控制中枢；

8、控制中枢的控制接口与继电器u21的输入侧引脚2、继电器rl1的线圈引脚3、继电器rl2的线圈引脚3连接。

9、在本实施例中，测试系统包括用于提供开通正电压的可调电源一11、开通电阻11、用于提供关断负电压的可调电源二21、关断电阻22、开关t42、t43；

10、开通电阻11的两端分别与可调电源一11的输出端、被测功率半导体器件的栅极g连接；以及，开关t42串联接入开通电阻11与可调电源一11之间的连接线路上；

11、关断电阻22的两端分别与可调电源二21的输出端、被测功率半导体器件的栅极g连接；以及，开关t43串联接入关断电阻22与可调电源二21之间的连接线路上。

12、在本实施例中，可调电源一11和可调电源二21的输入端均与控制中枢的控制接口连接。

13、在本实施例中，将开关t42串联开通电阻11作为一条开通电阻支路；

14、设置多条开通电阻支路并联在可调电源一11与被测功率半导体器件的栅极g之间；且每条开通电阻支路上开通电阻11的阻值不同。

15、在本实施例中，将开关t43串联关断电阻22作为一条关闭电阻支路；

16、设置多条关闭电阻支路并联在可调电源二21与被测功率半导体器件的栅极g之间；且每条关闭电阻支路上关断电阻22的阻值不同。

17、在本实施例中，测试系统还包括隔离电源；隔离电源与控制中枢的电源接口连接。

18、本实用新型还提供一种适用于的功率半导体器件的测试机，测试机集成上述所述的测试系统。

19、本实用新型还提供一种功率半导体器件，应用上述述的测试系统进行测试。

20、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供在了被测件开关控制电压调节功能、多达超过数百个开通和数百个关断电阻阻值的选择功能、基于开尔文测量的接触测试功能、阈值电压测试功能。

21、阈值电压测试功能可以提供如下优势：

22、对比动态测试前后被测件的阈值电压可以更为准确的了解在动态测试过程中器件内部的老化、损坏程度；

23、阈值电压测试作为一个低压、安全的测试，可以作为测试流程的最后一步以最安全的方式确保被测件没有在动态测试的盲区被损坏(动态测试完成后通常会有数毫秒的时间时器件仍然处于高压状态但没有合适的监测系统持续监测被测件的情况。在该时间段内如果被测件出现性能衰减可能不会被常规的动态测试机监测系统监测到)。

24、开尔文接触测试功能相对常规的动态接触测试功能(如为门极提供脉冲电压来测量电压斜率、门极电流或观察被测件的开通情况)可以提供如下优势：

25、可以确保采样连接和功率连接均可靠、有效，并能通过本测试量化接触电阻；

26、对于被测件为二极管等不具备门极的器件依然可以达到良好的测试效果而不受被测件类型的影响。

27、阈值电压测试和开尔文接触测试功能结合的优势：

28、为每一个驱动都配备有开尔文接触监测和阈值电压监测，像比于一个测试机仅搭配一套系统可以在多单元模块测试时极大的缩减所需要的测试时间(例如普通的测试机即便具备该功能也需要每个单元逐个的去测试，6个单元就需要6倍于本专利系统所需要的时间)

29、开通/关断电阻先择功能的优势：

30、系统具备有多个不同阻值的电阻以及控制这些电阻的开关，可以通过不同的搭配方式匹配出数百种不同的阻值，能够解决背景提到的测试时容易出现测试电压范围不足、测试用门极电阻更换速度慢等各种问题。

31、本实用新型还集成有隔离电源系统后可以使用单电源输入，在本系统内的隔离电源上生成多路隔离电源以满足本系统内不同组件的供电需求。集成有通信接口可以将大量的诸如电压设定、电阻设定以数字通信的方式交由控制中心执行，减小了引线的数量并且避免了非数字传输过程中的精度损失，同时可以通过数字通信控制本系统执行开尔文接触测试、阈值电压测试等功能而无需额外的电缆连接，减小了系统的体积和复杂性。

1.一种功率半导体器件测试系统，其特征在于，包括：阈值电压与卡尔文测试电源和切换模块；其中，切换模块包括：继电器u21、继电器rl1；

2.根据权利要求1所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，切换模块包括继电器rl2；

3.根据权利要求2所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，测试系统包括控制中枢；

4.根据权利要求3所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，测试系统包括用于提供开通正电压的可调电源一(11)、开通电阻(11)、用于提供关断负电压的可调电源二(21)、关断电阻(22)、开关t42、t43；

5.根据权利要求3所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，可调电源一(11)和可调电源二(21)的输入端均与控制中枢的控制接口连接。

6.根据权利要求4所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，将开关t42串联开通电阻(11)作为一条开通电阻支路；

7.根据权利要求4所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，将开关t43串联关断电阻(22)作为一条关闭电阻支路；

8.根据权利要求3所述的功率半导体器件测试系统，其特征在于，测试系统还包括隔离电源；隔离电源与控制中枢的电源接口连接。

9.一种适用于的功率半导体器件的测试机，其特征在于，测试机集成权利要求1-8任一一项所述的测试系统。

10.一种功率半导体器件，其特征在于，应用权利要求1-8任一一项所述的测试系统进行测试。