一种MOSFET管的测试电路及其测试方法与流程

一种mosfet管的测试电路及其测试方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种mosfet管的测试电路及其测试方法。


背景技术：

2.在半导体领域中，mosfet管作为常用的晶体管，mosfet管的性能往往决定整个电子器件的性能，因此mosfet管的性能测试尤其重要。
3.由于mosfet管在使用中会发热，发热后可能会使mosfet管中的pn结烧坏，所以对mosfet管的热性能进行测试是很有必要的。
4.但一般测试mosfet管热性能的方法都是：通过外部热空气或者加热丝直接给mosfet管加热来测试热性能。这样不易给mosfet管内部加热，且容易烧坏mosfet管外部的封装。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种mosfet管的测试电路，其容易给mosfet管的内部加热，且不易烧坏mosfet管外部的封装；
6.本发明的目的之二还提供一种上述mosfet管的测试电路的测试方法。
7.本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
8.一种mosfet管的测试电路，包括多个串联连接的测试模块，所述测试模块包括mosfet管、设置在所述mosfet管内的二极管d和用于输出加热电流和测试电流的驱动单元，所述mosfet管的源极和漏极通过所述二极管d电性连接，所述mosfet管的源极和漏极均分别电性连接所述驱动单元，所述驱动单元包括控制所述mosfet管导通电压的电源u，所述电源u与所述mosfet管的栅极电性连接。
9.优选的，所述驱动单元还包括选择开关s1、用于加热的电流源ih1和用于测试的电流源is1，所述电流源ih1的一端和所述电流源is1的一端均分别电性连接所述mosfet管的源极，所述电流源ih1的另一端和所述电流源is1的另一端均分别电性连接所述选择开关s1，所述选择开关s1与所述mosfet管的漏极电性连接。
10.优选的，所述电源u包括选择开关s2、输出正电压的电源u1和输出负电压的电源u2，所述电源u1的一端和所述电源u2的一端均分别电性连接所述mosfet管的源极，所述电源u1的另一端和所述电源u2的另一端均分别电性连接所述选择开关s2，所述选择开关s2与所述mosfet管的栅极电性连接。
11.优选的，所述电源u包括比较器lm和输出正向电压的电源u3，所述比较器lm的正极输入端与所述mosfet管的漏极电性连接，所述比较器lm的负极输入端与所述电源u3的一端电性连接，所述电源u3的另一端与所述mosfet管的源极电性连接。
12.优选的，所述mosfet管的源极和栅极之间电性连接有电阻。
13.优选的，所述测试模块还包括风机ct，所述风机ct与所述测试模块并联连接。
14.本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
15.一种上述所述mosfet管的测试电路的测试方法，包括：
16.步骤a：通过所述驱动单元使mosfet管导通，通过所述驱动单元输出加热电流给所述mosfet管加热；
17.步骤b：等所述mosfet管达到预定时间后，断开mos管加热电流，并通过所述驱动单元快速输出测试电流给所述mosfet管，之后对所述mosfet管降温；
18.步骤c：在所述mosfet管降温至常温的时间t内，通过所述二极管d的导通电压差δv来计算所述mosfet管的结温tj；
19.步骤d：在所述mosfet管降温至常温的时间t内，记录多次测试的结温，由每次测试出的结温形成曲线，通过该曲线分析所述mosfet管的热性能。
20.进一步地，所述加热电流与所述测试电流的方向相反，所述测试电流使所述mosfet管截止。
21.进一步地，在所述步骤b中，通过风机ct给所述mosfet管降温。
22.进一步地，在所述步骤c中，通过公式tj＝
△
v/k计算所述结温，其中k为二极管的结温与温度敏感参数之间的关系系数，
△
v＝v1-v2，v1为二极管d在测试电流下大于常温时的导通电压，v2为二极管在测试电流下0℃时的导通电压。
23.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
24.本mosfet管的测试电路设置有用于输出加热电流和测试电流的驱动单元，该驱动单元可以输出加热电流使mosfet管内部(主要是pn结)发热，由于是通过电流加热，所以很容易使mosfet管内部发热，且是通过mosfet管内部加热，而不易烧坏mosfet管外部的封装。
附图说明
25.图1为本发明mosfet管的测试电路的结构示意图；
26.图2为本发明mosfet管的测试电路的一种具体实施方式的结构示意图；
27.图3为本发明mosfet管的测试电路的另一种具体实施方式的结构示意图；
28.图4为本发明mosfet管的测试电路的测试方法；
29.图5为本发明mosfet管的测试电路的测试方法所测试出的结温曲线。
具体实施方式
30.为了能够更清楚地理解本发明的具体技术方案、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。
32.如图1所示，本发明公开了一种mosfet管的测试电路，包括多个串联连接的测试模块，所述测试模块包括mosfet管m、设置在所述mosfet管m内的二极管d和用于输出加热电流和测试电流的驱动单元，所述mosfet管m的源极和漏极通过所述二极管d电性连接，所述mosfet管m的源极和漏极均分别电性连接所述驱动单元，所述驱动单元包括控制所述mosfet管m导通电压的电源u，所述电源u与所述mosfet管m的栅极电性连接。
33.在上述实施方式中，本mosfet管m的测试电路设置有用于输出加热电流和测试电流的驱动单元，该驱动单元可以输出加热电流使mosfet管m内部(主要是pn结)发热，该加热
电流可以通过驱动单元设置，由于mosfet管m内的pn结具有较大电阻，当pn结通过加热电流时，所述mosfet管m的内部就容易发热，而利于在热状态下测试mosfet管m，又因为是所述mosfet管m的内部发热，所以不易烧坏mosfet管m外部的封装。所述测试电流与所述加热电流的方向相反，所述测试电流能使所述二极管d导通，且所述二极管d设置在所述mosfet管m内，所述二极管d内的pn结材质与所述mosfet管m内pn结材质默认相同，而可以通过所述二极管d的结温曲线来判断mosfet管m的热效应。所述加热电流和所述测试电流均可以通过所述驱动单元进行控制，而可以实现自动化测试。所述加热电流为容易使mosfet管m发热的大电流，所述测试电流为不易使mosfet管m发热的小电流。
34.如图2所示，在一种优选的实施方式中，所述驱动单元还包括选择开关s1、用于加热的电流源ih1和用于测试的电流源is1，所述电流源ih1的一端和所述电流源is1的一端均分别电性连接所述mosfet管mi的源极，所述电流源ih1的另一端和所述电流源is1的另一端均分别电性连接所述选择开关s1，所述选择开关s1与所述mosfet管mi的漏极电性连接。所述电源u包括选择开关s2、输出正电压的电源u1和输出负电压的电源u2，所述电源u1的一端和所述电源u2的一端均分别电性连接所述mosfet管mi的源极，所述电源u1的另一端和所述电源u2的另一端均分别电性连接所述选择开关s2，所述选择开关s2与所述mosfet管mi的栅极电性连接。
35.在上述实施方式中，当选择开关s1接通电流源ih1，选择开关s2接通所述电源u1时，所述电源u1输出正电压给所述mosfet管mi的栅极，使所述mosfet管mi导通，所述电流源ih1输出加热电流给所述mosfet管mi加热，使所述mosfet管mi升温；当选择开关s1接通电流源is1，选择开关s2接通所述电源u2时,所述电源u2输出负电压给所述mosfet管mi的栅极，使所述mosfet管mi截止，其中所述电流源ih1输出加热电流与所述电流源is1输出的测试电流相反，所述二极管d1导通，就可以通过所述二极管d1的导通电压来计算结温tj；当选择开关s1接通电流源ih1，选择开关s2接通所述电源u2时，此时所述mosfet管mi的栅极电压为负，所述加热电流无法从二极管d1的阴极流入，所以所述mosfet管mi和所述二极管d1均截止。
36.其中，所述二极管d1的结温随温度而升高，所述二极管d1的结温与所述mosfet管m1的结温相同或者相近。可以理解地，所述二极管d1的导通电压可以通过电压表v进行测量。在图1中，共有四个串联连接的测试模块，由于这四个串联的测试模块的两端未设置电源(可以看成并列的四个测试模块)，所以这四个串联连接的测试模块互不干扰，而实现同时测试多个mosfet管。
37.如图3所示，在另一种优选的实施方式中，其与上述实施方式的不同之处在于，所述电源u包括比较器lm和输出正向电压的电源u3，所述比较器lm的正极输入端与所述mosfet管m2的漏极电性连接，所述比较器lm的负极输入端与所述电源u3的一端电性连接，所述电源u3的另一端与所述mosfet管m2的源极电性连接。所述测试模块还包括风机ct，所述风机ct与所述测试模块并联连接。
38.在上述实施方式中，当选择开关s1接通电流源ih2时，所述电流源ih2输出加热电流给所述mosfet管m2，所述比较器lm把电源u3输出的电压与所述mosfet管m2漏极处的电压作比较后，而可以输出正向电压给所述mosfet管m2的栅极，使所述mosfet管m2导通，mosfet管m2加热，当mosfet管m2持续发热，mosfet管m2内的电阻增大，所述比较器lm正极输入端的
电压变小，此时可以调整所述电源u3输出的电压，使所述mosfet管m2消耗的功率恒定，而实现恒定功率加热所述mosfet管m2。当选择开关s1接通电流源is2时，所述电流源is2输出的测试电流通过所述二极管d2使所述mosfet管m2短路(截止)降温，就可以通过所述二极管d2来计算所述mosfet管m2的结温。
39.其中，所述风机ct能给mosfet管m2降温，也可以通过散热片来给所述mosfet管降温。为了防止所述mosfet管m2的栅源极烧坏，所述mosfet管的源极和栅极之间电性连接有电阻。所述比较器lm的功能也可由mcu、单片机或者pc等控制器实现。
40.如图4所示，本发明还公开了上述所述mosfet管的测试电路的测试方法，包括：
41.步骤a：通过所述驱动单元使mosfet管导通，通过所述驱动单元输出加热电流给所述mosfet管加热；
42.在上述步骤a中，所述驱动单元中的电流源ih(包括电流源ih1和电流源ih2)和电源u可使mosfet管(mosfet管m1或者mosfet管m2)导通，所述加热电流使mosfet管内的pn结发热。
43.步骤b：等所述mosfet管达到预定时间后，断开mos管加热电流，并通过所述驱动单元快速输出测试电流给所述mosfet管，之后对所述mosfet管降温；
44.在上述步骤b中，所述测试电流使所述mosfet管截止，所述预定时间可由客户设定，在所述预定时间后所述mosfet管的温度比所述mosfet管的最高耐温低，其中，测试电流与所述加热电流的方向相反，优选通过风机ct给所述mosfet管降温。
45.步骤c：在所述mosfet管降温至常温的时间t内，通过所述二极管d的导通电压差δv来计算所述mosfet管的结温tj；
46.在上述步骤c中，。可通过公式tj＝
△
v/k计算所述结温，其中k为二极管的结温与温度敏感参数之间的关系系数，
△
v＝v1-v2，v1为二极管d在测试电流下大于常温时的导通电压，v2为二极管在测试电流下0℃时的导通电压。所述温度敏感参数为二极管温度与电压的关系系数，v2可在0℃时进行测试。所述导通电压
△
v随二极管的温度而升高，而可以计算出多种结温。
47.步骤d：在所述mosfet管降温至常温的时间t内，记录多次测试的结温，由每次测试出的结温形成曲线，通过该曲线分析所述mosfet管的热性能。
48.在上述步骤d中，如图5所示，如果结温形成的曲线没有向上延伸，就说明测试的mosfet管热性能稳定。因为通常二极管pn结烧坏后电阻就会变大，二极管d的导通电压
△
v也会变大，就会使结温也会变大曲线向上延伸，因此，当结温形成的曲线向上延伸时，表明mosfet管内的pn结容易烧坏，该mosfet管的热性能的可靠性不良。
49.综述，本测试电路通过所述驱动单元输出加热电流使mosfet管内部(主要是pn结)发热，所以很容易使mosfet管内部发热，而不易烧坏mosfet管外部的封装；其测试方法中的测试信号都是由所述驱动单元输出，通过结温曲线来判断mosfet管的热性能，而可以实现自动化测试，操作方便。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物
界定。