本發(fā)明涉及集成電路設計，特別是涉及一種功率器件動態(tài)電阻的測試電路及測試方法。

背景技術：

1、作為第三代半導體器件的重要代表，氮化鎵(gan)功率器件憑借優(yōu)異的材料性能，在高頻、高效、高功率密度的電力電子變換領域具有十分廣闊的應用前景和市場機遇。然而，受器件表面陷阱及緩沖層陷阱的影響，目前主流的gan功率器件仍然面臨著高壓開關過程中的動態(tài)電阻退化問題，這為基于gan功率器件的變換器設計和損耗估算帶來了不確定性。因此，對gan功率器件在高頻開關應用中的動態(tài)電阻性能表征，成為了近年來學術界和產(chǎn)業(yè)界廣泛關注和研究的熱點。

2、應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發(fā)明的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種功率器件動態(tài)電阻的測試電路及測試方法，用于解決現(xiàn)有技術中無法測試氮化鎵功率器件動態(tài)電阻的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種功率器件動態(tài)電阻的測試電路，所述測試電路包括：

3、待測器件、取樣器件、第一電阻、第二電阻及測量模塊；

4、所述待測器件的控制端接收控制信號，所述待測器件的第一端連接所述取樣器件的第一端，所述待測器件的第二端連接參考地；

5、所述取樣器件的控制端接收所述控制信號，所述取樣器件的第二端經(jīng)由所述第一電阻連接參考地并作為電壓測點；

6、所述第二電阻的第一端連接所述待測器件的第一端及所述取樣器件的第一端，所述第二電阻的第二端接收高壓信號并作為電流測點；

7、所述測量模塊于所述電壓測點處測得電壓值并于所述電流測點處測得電流值，以基于所述電壓值和所述電流值計算得到所述待測器件的動態(tài)電阻。

8、可選地，所述測試電路還包括第三電阻，連接于所述待測器件的控制端和第二端之間。

9、可選地，所述測試電路還包括延時模塊，連接于所述控制信號和所述取樣器件的控制端之間，用于對所述控制信號進行延遲處理。

10、可選地，所述延時模塊包括第四電阻及第一二極管，所述第四電阻的第一端接收所述控制信號，所述第四電阻的第二端連接所述取樣器件的控制端，所述第一二極管的陰極端連接所述第四電阻的第一端，所述第一二極管的陽極端連接所述第四電阻的第二端。

11、可選地，所述測試電路還包括吸收模塊，連接所述待測器件的第一端，用于吸收所述待測器件第一端的尖峰電壓。

12、可選地，所述吸收模塊包括第二二極管、第五電阻、第六電阻、第一電容及第二電容，所述第二二極管的陽極端連接所述待測器件的第一端，所述第二二極管的陰極端依次經(jīng)由所述第五電阻及所述第一電容連接參考地，所述第六電阻和所述第二電容分別并聯(lián)于所述第五電阻的兩端。

13、可選地，所述測試電路還包括控制模塊，用于提供所述控制信號；其中，所述控制模塊包括信號發(fā)生器、第七電阻、第一三極管及第二三極管，所述信號發(fā)生器輸出的驅動信號經(jīng)由所述第七電阻連接所述第一三極管的基極及所述第二三極管的基極，所述第一三極管的集電極接收第一低壓信號，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述第二三極管的發(fā)射極并輸出所述控制信號，所述第二三極管的集電極接收第二低壓信號；或者，所述控制模塊還包括第八電阻，串聯(lián)于所述第一三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的發(fā)射極之間，此時，所述控制信號由所述第八電阻與所述第二三極管的連接節(jié)點輸出。

14、可選地，所述測試電路還包括低壓模塊，用于提供所述第一低壓信號和所述第二低壓信號；其中，所述低壓模塊包括三通道直流電壓源、第三電容及第四電容，所述三通道直流電壓源的第一通道端連接所述第三電容的第一端并作為第一低壓輸出端，所述三通道直流電壓源的第二通道端連接所述第三電容的第二端及所述第四電容的第一端并連接參考地，所述三通道直流電壓源的第三通道端連接所述第四電容的第二端并作為第二低壓輸出端。

15、可選地，所述測試電路還包括高壓模塊，用于提供所述高壓信號；其中，所述高壓模塊包括兩通道高壓直流源及第五電容，所述兩通道高壓直流源的第一通道端連接所述第五電容的第一端并作為高壓輸出端，所述兩通道高壓直流源的第二通道端連接所述第五電容的第二端并連接參考地。

16、可選地，當所述測試電路還包括吸收模塊且所述吸收模塊包括第二二極管、第五電阻、第六電阻、第一電容及第二電容時，使用所述第一電容替代所述第五電容。

17、可選地，所述待測器件與所述取樣器件的器件類型相同，包括常閉耗盡型氮化鎵器件、增強型氮化鎵器件或超結mos器件；所述第一電阻的阻值與所述待測器件的內阻值之比大于或等于200，所述第一電阻的阻值與所述取樣器件的內阻值之比大于或等于100，所述第二電阻采用電阻并聯(lián)形式實現(xiàn)。

18、本發(fā)明還提供一種基于上述測試電路實現(xiàn)的測試方法，所述測試方法包括：

19、將所述待測器件調溫至預設溫度中；

20、通過所述測量模塊于電壓測點處測得電壓值并于電流測點處測得電流值，以基于所述電壓值與所述電流值的比值計算得到所述待測器件的動態(tài)電阻。

21、可選地，所述測試方法還包括：調節(jié)所述預設溫度，并在不同預設溫度下對所述待測器件的動態(tài)電阻進行測試的步驟。

22、如上所述，本發(fā)明的功率器件動態(tài)電阻的測試電路及測試方法，能夠對常閉耗盡型氮化鎵器件、增強型氮化鎵器件、超結mos器件等功率器件的動態(tài)電阻進行測試，并且，電路簡單、易搭建，測試靈活方便、準確度高。

技術特征：

1.一種功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路還包括第三電阻，連接于所述待測器件的控制端和第二端之間。

3.根據(jù)權利要求1所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路還包括延時模塊，連接于所述控制信號和所述取樣器件的控制端之間，用于對所述控制信號進行延遲處理。

4.根據(jù)權利要求3所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述延時模塊包括第四電阻及第一二極管，所述第四電阻的第一端接收所述控制信號，所述第四電阻的第二端連接所述取樣器件的控制端，所述第一二極管的陰極端連接所述第四電阻的第一端，所述第一二極管的陽極端連接所述第四電阻的第二端。

5.根據(jù)權利要求1所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路還包括吸收模塊，連接所述待測器件的第一端，用于吸收所述待測器件第一端的尖峰電壓。

6.根據(jù)權利要求5所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述吸收模塊包括第二二極管、第五電阻、第六電阻、第一電容及第二電容，所述第二二極管的陽極端連接所述待測器件的第一端，所述第二二極管的陰極端依次經(jīng)由所述第五電阻及所述第一電容連接參考地，所述第六電阻和所述第二電容分別并聯(lián)于所述第五電阻的兩端。

7.根據(jù)權利要求1所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路還包括控制模塊，用于提供所述控制信號；其中，所述控制模塊包括信號發(fā)生器、第七電阻、第一三極管及第二三極管，所述信號發(fā)生器輸出的驅動信號經(jīng)由所述第七電阻連接所述第一三極管的基極及所述第二三極管的基極，所述第一三極管的集電極接收第一低壓信號，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述第二三極管的發(fā)射極并輸出所述控制信號，所述第二三極管的集電極接收第二低壓信號；或者，所述控制模塊還包括第八電阻，串聯(lián)于所述第一三極管的發(fā)射極和所述第二三極管的發(fā)射極之間，此時，所述控制信號由所述第八電阻與所述第二三極管的連接節(jié)點輸出。

8.根據(jù)權利要求7所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路還包括低壓模塊，用于提供所述第一低壓信號和所述第二低壓信號；其中，所述低壓模塊包括三通道直流電壓源、第三電容及第四電容，所述三通道直流電壓源的第一通道端連接所述第三電容的第一端并作為第一低壓輸出端，所述三通道直流電壓源的第二通道端連接所述第三電容的第二端及所述第四電容的第一端并連接參考地，所述三通道直流電壓源的第三通道端連接所述第四電容的第二端并作為第二低壓輸出端。

9.根據(jù)權利要求1～8任意一項所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述測試電路還包括高壓模塊，用于提供所述高壓信號；其中，所述高壓模塊包括兩通道高壓直流源及第五電容，所述兩通道高壓直流源的第一通道端連接所述第五電容的第一端并作為高壓輸出端，所述兩通道高壓直流源的第二通道端連接所述第五電容的第二端并連接參考地。

10.根據(jù)權利要求9所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，當所述測試電路還包括吸收模塊且所述吸收模塊包括第二二極管、第五電阻、第六電阻、第一電容及第二電容時，使用所述第一電容替代所述第五電容。

11.根據(jù)權利要求1所述的功率器件動態(tài)電阻的測試電路，其特征在于，所述待測器件與所述取樣器件的器件類型相同，包括常閉耗盡型氮化鎵器件、增強型氮化鎵器件或超結mos器件；所述第一電阻的阻值與所述待測器件的內阻值之比大于或等于200，所述第一電阻的阻值與所述取樣器件的內阻值之比大于或等于100，所述第二電阻采用電阻并聯(lián)形式實現(xiàn)。

12.一種基于權利要求1～11任意一項所述測試電路實現(xiàn)的測試方法，其特征在于，所述測試方法包括：

13.根據(jù)權利要求12所述的測試方法，其特征在于，所述測試方法還包括：調節(jié)所述預設溫度，并在不同預設溫度下對所述待測器件的動態(tài)電阻進行測試的步驟。

技術總結
本發(fā)明提供一種功率器件動態(tài)電阻的測試電路及測試方法，其中，測試電路包括：待測器件，控制端接收控制信號，第一端連接取樣器件的第一端，第二端連接參考地；取樣器件，控制端接收控制信號，第二端經(jīng)由第一電阻連接參考地并作為電壓測點；第二電阻，第一端連接待測器件的第一端及取樣器件的第一端，第二端接收高壓信號并作為電流測點；測量模塊，于電壓測點處測得電壓值并于電流測點處測得電流值，以基于電壓值和電流值計算得到待測器件的動態(tài)電阻。通過本發(fā)明提供的功率器件動態(tài)電阻的測試電路及測試方法，解決了現(xiàn)有技術中無法測試氮化鎵功率器件動態(tài)電阻的問題。

技術研發(fā)人員：李凱,雷嘉成
受保護的技術使用者：上海新微半導體有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6