一种能双向测试的雪崩测试电路的制作方法

本实用新型属于半导体测试领域，具体涉及一种能双向测试的雪崩测试电路，是一种针对MOSFET器件的雪崩测试电路。

背景技术：

MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属氧化物用电场的效应来控制半导体的场效应晶体管。MOSFET依照其工作载流子的极性不同，可分为“N沟道”与“P沟道” 的两种类型，通常简称NMOS、PMOS等。

MOSFET器件由于制造工艺简单、集成度高、抗干扰能力强，速度快、功耗低等优点，在电力电子设备中广泛应用。随着功率MOSFET器件在高频开关和汽车电子等特殊环境的越来越多的使用，UIS（Unclamped Inductive Switching缩写）失效已成为功率MOSFET器件最主要的失效模式。

UIS特性通常用来描述MOSFET器件在非钳制电感电路中能承受电流大小的能力，或描述MOSFET器件在雪崩击穿下负载能量的能力。UIS特性会影响到器件的安全工作区及寿命，因此UIS特性被认为是器件安全性的重要指标。UIS失效通常可以看作是MOSFET中的体二极管雪崩击穿使得反向电流倍增，进而结温升高到临界温度以上而发生热击穿。对器件来说，UIS失效带来的损伤通常也是不可修复的，因此对器件雪崩能量的测试也尤为重要。

雪崩测试过程就是按设定电压、电流、电感条件，模拟器件实际应用关断时产生雪崩的过程，看被测的MOSFET器件是否发生损坏，不能承受这个规定能量MOSFET器件就是不合格的产品，需要在量产过程中剔除。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供了一种能双向测试的雪崩测试电路，解决了现有MOSFET器件雪崩测试电路无法同时测量NMOS和PMOS问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种能双向测试的雪崩测试电路，包括测试电压源，电压源依次经一个可控开关、电流取样测量电路和电感施加在被测场效应管的漏极和源极两端，被测场效应管的控制栅极连接开关控制信号，第一可控开关一端连接电压源正极，在第一可控开关输出端与电压源负极之间设置有电感的续流二极管，续流二极管的正极连接第一可控开关输出端，续流二极管的负极连接测试电压源负极，其中，在续流二极管两端与所述电流取样测量电路、电感和被测场效应管之间设置有第一可控换向开关和第二可控换向开关，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的开关控制端与一个控制器连接，控制器控制两个换向开关的开关换向实现被测场效应管的双向测试。

方案进一步是：所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输入端为双输入端分别连接在续流二极管两端，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输出端为单端的输出、输入端，两个单端的输出、输入端经电流取样测量电路和电感施加在被测场效应管的漏极和源极两端。

方案进一步是：所述第一可控换向开关和第二可控换向开关分别是由两个N沟道场效应开关管组成，其中：第一可控换向开关中的第一N沟道场效应开关管源极和第二N沟道场效应开关管漏极连接作为单端输出端，第二可控换向开关中的第三N沟道场效应开关管源极和第四N沟道场效应开关管漏极连接作为单端输入端，第一可控换向开关中的第一N沟道场效应开关管的漏极接续流二极管的负极，第一可控换向开关中的第二N沟道场效应开关管的源极接续流二极管的正极；第二可控换向开关中的第三N沟道场效应开关管漏极接续流二极管的负极，第二可控换向开关中的第四N沟道场效应开关管源极接续流二极管的正极；

或者，所述第一可控换向开关是由一个P沟道场效应开关管和一个N沟道场效应开关管组成，第二可控换向开关分别是由两个N沟道场效应开关管组成，其中：第一可控换向开关中的P沟道场效应开关管漏极和N沟道场效应开关管漏极连接作为单端输出端，第二可控换向开关中的第一N沟道场效应开关管源极和第二可控换向开关中的第二N沟道场效应开关管漏极连接作为单端输入端，第一可控换向开关中的P沟道场效应开关管的源极接续流二极管的负极，第一可控换向开关中的N沟道场效应开关管源极接续流二极管的正极；第二可控换向开关中的第三N沟道场效应开关管漏极接续流二极管的负极，第二可控换向开关中的第四N沟道场效应开关管源极接续流二极管的正极。

方案进一步是：所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输入端为单端输入，两个单端输入分别连接在续流二极管两端，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输出端为双输出端，两个双输出端经电流取样测量电路和电感施加在被测场效应管的漏极和源极两端。

方案进一步是：所述第一可控换向开关和第二可控换向开关分别是由两个N沟道场效应开关管或者两个P沟道场效应开关管组成的可控换向开关；

当是由两个N沟道场效应开关管组成的可控换向开关时，其中第一可控换向开关中的两个N沟道场效应开关管漏极相接作为单端输入连接续流二极管正极，第二可控换向开关中的两个N沟道场效应开关管源极相接作为单端输入连接续流二极管负极；

当是由两个P沟道场效应开关管组成的可控换向开关时，其中第一可控换向开关中的两个P沟道场效应开关管源极相接作为单端输入连接续流二极管正极，第二可控换向开关中的两个P沟道场效应开关管漏极相接作为单端输入连接续流二极管负极。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过所述MOSFET雪崩测试中确保电感正确的电路还包含电压采样电路，模数转换电路，FPGA逻辑控制电路，开关驱动电路和MOSFET驱动电路；由FPGA逻辑控制电路来控制各个开关的闭合和关断，实现N沟道MOS器件和P沟道MOS器件雪崩测试。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1是本实用新型测试电路一种示意图；

图2是图1的另一种实施例电路示意图；

图3是本实用新型测试电路另一种示意图。

具体实施方式

一种能双向测试的雪崩测试电路，如图1和图3所示，包括测试电压源1，电压源依次经保险2、一个可控开关3、电流取样测量电路4和电感5施加在被测场效应管6的漏极和源极两端，电压源两端连接有电容7；被测场效应管的控制栅极连接开关控制信号（未画出），第一可控开关一端连接电压源正极，在第一可控开关输出端与电压源负极之间设置有电感的续流二极管8，续流二极管的正极连接第一可控开关输出端，续流二极管的负极连接测试电压源负极，其中，在续流二极管两端与所述电流取样测量电路、电感和被测场效应管之间设置有第一可控换向开关9和第二可控换向开关10，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的开关控制端与一个控制器11连接，控制器控制两个换向开关的开关换向实现被测场效应管的双向测试。

其中，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关有两种优选方式：

第一种优选方案是：如图1所示，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输入端为双输入端分别连接在续流二极管两端，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输出端为单端的输出、输入端，两个单端的输出、输入端经电流取样测量电路和电感施加在被测场效应管的漏极和源极两端。

在这一方案中可以利用继电器作为换向开关，本实施例实用场效应管作为双向开关，其中：有两种选择方案：

其一是：如图1所示，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关分别是由两个N沟道场效应开关管组成，其中：第一可控换向开关中的第一N沟道场效应开关管B1源极和第二N沟道场效应开关管A1漏极连接作为单端的输出、输入端，第二可控换向开关中的第三N沟道场效应开关管A2源极和第四N沟道场效应开关管B2漏极连接作为单端的输出、输入端，第一可控换向开关中的第一N沟道场效应开关管B1的漏极接续流二极管的负极，第一可控换向开关中的第二N沟道场效应开关管A1的源极接续流二极管的正极；第二可控换向开关中的第三N沟道场效应开关管A2漏极接续流二极管的负极，第二可控换向开关中的第四N沟道场效应开关管B2源极接续流二极管的正极；

其二是：如图2所示，所述第一可控换向开关是由一个P沟道场效应开关管和一个N沟道场效应开关管组成，第二可控换向开关分别是由两个N沟道场效应开关管组成，其中：第一可控换向开关中的P沟道场效应开关管B1漏极和第一可控换向开关中的N沟道场效应开关管A1漏极连接作为单端输出、输入端，第二可控换向开关中的第一N沟道场效应开关管A2源极和第二可控换向开关中的第二N沟道场效应开关B2管漏极连接作为单端的输出、输入端，第一可控换向开关中的P沟道场效应开关管B1的源极接续流二极管的负极，第一可控换向开关中的N沟道场效应开关管A1源极接续流二极管的正极；第二可控换向开关中的第三N沟道场效应开关管A2漏极接续流二极管的负极，第二可控换向开关中的第四N沟道场效应开关管B2源极接续流二极管的正极。图中的箭头方向是电流换向的流动方向。

所述第一可控换向开关和第二可控换向开关分别是由N沟道场效应开关管和P沟道场效应开关管组成的可控换向开关，其中：两个可控换向开关中的N沟道场效应开关管漏极和P沟道场效应开关管源极连接作为单端输出，两个控换向开关中的N沟道场效应开关管源极和P沟道场效应开关管漏极作为双输入端分别连接在续流二极管两端，

第二种优选方案是：如图2所示：所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输入端为单端输入，两个单端输入分别连接在续流二极管两端，所述第一可控换向开关和第二可控换向开关的输出端为双输出端，两个双输出端经电流取样测量电路和电感施加在被测场效应管的漏极和源极两端。

同样，在这一方案中可以利用继电器作为换向开关，本实施例实用场效应管作为双向开关，其中：所述第一可控换向开关和第二可控换向开关分别是由两个N沟道场效应开关管或者两个P沟道场效应开关管组成的可控换向开关；

当是由两个N沟道场效应开关管组成的可控换向开关时，其中第一可控换向开关中的两个N沟道场效应开关管漏极相接作为单端输入连接续流二极管正极，第二可控换向开关中的两个N沟道场效应开关管源极相接作为单端输入连接续流二极管负极；

当是由两个P沟道场效应开关管组成的可控换向开关时，其中第一可控换向开关中的两个P沟道场效应开关管源极相接作为单端输入连接续流二极管正极，第二可控换向开关中的两个P沟道场效应开关管漏极相接作为单端输入连接续流二极管负极。

其中的控制器采用FPGA逻辑控制电路，在所述MOSFET雪崩测试中确保电感正确的电路还包模数转换电路，开关驱动电路和MOSFET驱动电路；由FPGA逻辑控制电路来控制各个开关的闭合和关断，实现N沟道MOS器件和P沟道MOS器件雪崩测试。