一种开关器件的短路特性测试方法及系统

本技术涉及功率半导体器件测试，更为具体地说，涉及一种开关器件的短路特性测试方法及系统。

背景技术：

1、碳化硅（sic）具有禁带宽度宽、热导率高、击穿场强大等特性，其禁带宽度近似为si的3倍，进而使得sic器件能够承受更高的工作温度，同时也大大提高了sic器件在极端工况下的存活能力。因此，使用sic材料制成的器件特别是碳化硅金属半场效晶体管（sicmetal-oxide-semiconductor field-effect transistor，sic mosfet）可以被广泛应用于大功率设备上。

2、在功率半导体器件的应用中会面对如非箝位感性负载开关（uis）、短路电流、浪涌电流等极端工况。其中短路状况一旦发生，sic mosfet同时遭受大电压和大电流的冲击，产生极高的功耗，在短时间内产生大量热量。即使在短路发生后及时切断电源，这种瞬时的高温仍然可以使sic mosfet发生退化或者潜在破坏。因此，对sic mosfet的短路特性研究是当前研发人员重点关注的研究项目之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供了一种开关器件的短路特性测试方法及系统，有效解决了现有技术存在的技术问题，采用一次性对待测开关器件的栅极施加短路脉冲的方式进行短路特性测试，提高了对待测开关器件的短路特性的测试效果。

2、为实现上述目的，本技术提供的技术方案如下：

3、一种开关器件的短路特性测试方法，包括：

4、施加设定电压至待测开关器件的漏极，所述待测开关的源极电连接参考电压端；

5、施加短路脉冲至所述待测开关器件的栅极，同时监测记录所述待测开关器件的漏极电流曲线、漏极电压曲线和栅极电压曲线；

6、直至监测所述待测开关器件失效时，继续监测记录所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线；

7、根据所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线确定所述待测开关器件的短路特性。

8、可选的，所述根据所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线确定所述待测开关器件的短路特性，包括：

9、根据所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线确定所述待测开关器件的短路特性，包括按时间进度依次进入的第一阶段、第二阶段和第三阶段；

10、在所述第一阶段时，所述漏极电流曲线中漏极电流呈上升趋势，直至达到电流峰值后呈下降趋势；所述栅极电压曲线中栅极电压上升至一定范围内波动；所述漏极电压曲线中漏极电压下降至设定范围内波动；

11、在所述第二阶段时，所述漏极电流曲线中漏极电流呈上升趋势；所述栅极电压曲线中栅极电压呈下降趋势；所述漏极电压曲线中漏极电压在所述设定范围内波动；

12、在所述第三阶段时，所述漏极电流曲线中漏极电流失控上升至限流值后下降；所述栅极电压曲线中栅极电压异常震荡上升后下降；所述漏极电压曲线中漏极电压呈下降趋势。

13、可选的，所述施加设定电压至待测开关器件的漏极，包括：

14、控制母线电容与电源电压端电连接，所述母线电容充电完成达到所述设定电压时施加至所述待测开关的漏极。

15、可选的，所述直至监测所述待测开关器件失效时，还包括：

16、断开所述电源电压端与所述母线电容的电连接，所述母线电容放电对所述待测开关器件的漏极供电。

17、可选的，所述待测开关器件为sic mosfet。

18、基于相同的发明构思，本技术还提供了一种开关器件的短路特性测试系统，包括：

19、供电模块，所述供电模块与待测开关器件的漏极电连接，用于施加设定电压至所述待测开关器件的漏极，所述待测开关器件的源极电连接参考电压端；

20、脉冲模块，所述脉冲模块与所述待测开关器件的栅极电连接，用于施加短路脉冲至所述待测开关器件的栅极，至少直至所述待测开关器件失效；

21、监测模块，所述监测模块用于监测记录所述待测开关器件的漏极电流曲线、漏极电压曲线和栅极电压曲线；

22、以及，分析模块，所述分析模块用于根据所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线确定所述待测开关器件的短路特性。

23、可选的，所述分析模块根据所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线确定所述待测开关器件的短路特性，包括按时间进度依次进入的第一阶段、第二阶段和第三阶段；

24、在所述第一阶段时，所述漏极电流曲线中漏极电流呈上升趋势，直至达到电流峰值后呈下降趋势；所述栅极电压曲线中栅极电压上升至一定范围内波动；所述漏极电压曲线中漏极电压下降至设定范围内波动；

25、在所述第二阶段时，所述漏极电流曲线中漏极电流呈上升趋势；所述栅极电压曲线中栅极电压呈下降趋势；所述漏极电压曲线中漏极电压在所述设定范围内波动；

26、在所述第三阶段时，所述漏极电流曲线中漏极电流失控上升至限流值后下降；所述栅极电压曲线中栅极电压异常震荡上升后下降；所述漏极电压曲线中漏极电压呈下降趋势。

27、可选的，所述供电模块包括：寄生电感、控制开关、负载电阻和母线电容；所述负载电阻的第一端与电源电压端的正极电连接，所述负载电阻的第二端与所述控制开关的第一端电连接，所述控制开关的第二端与所述寄生电感的第一端和所述母线电容的第一端均电连接，所述寄生电感的第二端与所述待测开关器件的漏极电连接，所述母线电容的第二端和所述电源电压端的负极均与所述参考电压端电连接；

28、和/或，所述脉冲模块包括：脉冲产生电路和栅极电阻；所述脉冲产生电路的一端与所述栅极电阻的第一端电连接，所述栅极电阻的第二端与所述待测开关器件的栅极电连接，所述脉冲产生电路的另一端与所述参考电压端电连接。

29、可选的，所述供电模块还包括：保护模块，所述保护模块与所述控制开关电连接，直至所述待测开关器件失效时控制所述控制开关断开，以断开所述电源电压端与所述母线电容的电连接，所述母线电容放电对所述待测开关器件的漏极供电；

30、和/或，所述供电模块还包括：辅助电容，所述辅助电容的第一端与所述负载电阻的第二端电连接，所述辅助电容的第二端与所述参考电压端电连接。

31、可选的，所述待测开关器件为sic mosfet。

32、相较于现有技术，本技术提供的技术方案至少具有以下优点：

33、本技术提供了一种开关器件的短路特性测试方法及系统，短路特性测试方法包括：施加设定电压至待测开关器件的漏极，所述待测开关的源极电连接参考电压端；施加短路脉冲至所述待测开关器件的栅极，同时监测记录所述待测开关器件的漏极电流曲线、漏极电压曲线和栅极电压曲线；直至监测所述待测开关器件失效时，继续监测记录所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线；根据所述漏极电流曲线、所述漏极电压曲线和所述栅极电压曲线确定所述待测开关器件的短路特性。

34、由上述内容可知，本技术提供的技术方案，采用一次性对待测开关器件的栅极施加短路脉冲的方式进行短路特性测试，进而实现了一次性完成对待测开关器件的短路特性的测试和分析，避免了对待测开关器件进行多次短路测试时出现的器件老化损伤和器件高温损伤的问题，提高了对待测开关器件的短路特性的测试效果。