[实用新型]基于热成像技术的半导体功率器件动态测试系统

说明书

本实用新型属于功率半导体器件测试技术领域，涉及基于热成像技术的半导体功率器件动态测试系统，包括测试电路板、信号发生器和红外热成像仪，用于安装被测器件T的测试电路板与信号发生器连接，所述红外热成像仪的观测窗口对准被测器件T，用于拍摄及显示测试过程中被测器件T的温度分布图像；本实用新型半导体功率器件动态测试系统能够监测功率器件在测试中任一时间点器件的热分布，通过形成不同时间点的热分布图像，能够获得功率器件测试过程中电流转移的全过程，从而能够了解到器件所有存在的薄弱点；本测试系统能够应用于大多数功率器件，适用性广，对提升器件设计能力、提升产品竞争力有重大意义。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体功率器件动态测试系统，具体是一种基于热成像技术的半导体功率器件动态测试系统，用于监测功率器件在测试过程中的发热状况，属于功率半导体器件测试技术领域。

背景技术

功率器件的可靠性通常由器件在不失效的前提下能够吸收的最大能量来衡量，该最大能量受到功率器件内部的结构参数的限制，并且该最大能量被器件内部的电热特性严重的影响。举例来说，在功率器件的非钳位感性开关（UIS）测试过程中，电流会向着器件内部耐压最低的击穿薄弱点汇聚，当电流开始汇聚后，击穿薄弱点处的温度迅速上升，由于功率器件的耐压会随着温度的上升而增加，导致击穿薄弱点处的耐压增加，当击穿薄弱点的耐压高于其它位置的耐压时，电流会向着耐压低的位置转移和汇聚，如果击穿薄弱点的耐压始终无法超过其它位置，器件就会在击穿薄弱点处烧毁。如果电流无法从耐压最低的击穿薄弱点处转移走，那么器件在不失效的前提下能够吸收的最大能量就会大大减小，不利于器件的推广使用。

目前，功率器件在动态测试过程中（例如UIS测试、短路测试等）经常出现局部烧毁的现象，烧毁的位置主要有终端、终端拐角、栅极打线位置等。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种新的测试系统，该系统能够监测功率器件在测试中任一时间点器件的热分布，通过形成不同时间点的热分布图像，能够获得功率器件测试过程中电流转移的全过程，从而能够了解到器件所有存在的薄弱点；本测试系统能够应用于大多数功率器件，适用性广，对提升器件设计能力、提升产品竞争力有重大意义。

为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：基于热成像技术的半导体功率器件动态测试系统，包括测试电路板、信号发生器和红外热成像仪，其特征在于：用于安装被测器件T的测试电路板与信号发生器连接，所述红外热成像仪的观测窗口对准被测器件T，用于拍摄及显示测试过程中被测器件T的温度分布图像。

进一步地，所述测试电路板包括开关失效测试电路板、非钳位感性测试电路板或短路测试电路板。

进一步地，所述开关失效测试电路板包括电源S、稳压电容C、开关管T1、被测器件T、控制晶体管T2、电感L及续流二极管D，所述稳压电容C与电源S并联，所述电源S的正极接开关管T1的漏极，所述开关管T1的源极分别与续流二极管D的负极、电感L的一端连接，所述续流二极管D的正极与电感L的另一端连接，所述电感L的另一端分别与被测器件T的漏极、控制晶体管T2的漏极连接，所述被测器件T的源极、控制晶体管T2的源极均与电源S的负极连接。

进一步地，所述非钳位感性测试电路板包括电源S、稳压电容C、开关管T1、被测器件T、控制晶体管T2、电感L及续流二极管D，所述稳压电容C与电源S并联，所述电源S的正极接开关管T1的漏极，所述开关管T1的源极分别与续流二极管D的负极、电感L的一端连接，所述续流二极管D的正极与被测器件T的源极、控制晶体管T2的源极、电源S的负极连接，所述电感L的另一端分别与被测器件T的漏极、控制晶体管T2的漏极连接。

进一步地，所述信号发生器与被测器件T、开关管T1及控制晶体管T2的栅极连接，用于提供栅极电压使器件导通。

进一步地，所述控制晶体管T2的击穿电压大于被测器件T的击穿电压。