一种SiC功率器件降额曲线测试方法及相关设备与流程

本发明属于器件安全领域，具体为一种sic功率器件降额曲线测试方法及相关设备。

背景技术：

1、大功率sic二极管是基于第三代半导体材料sic制造，相比于硅基器件，具有更高的工作电压、更大的电流承载能力、更高的工作频率及工作温度，其工作温度相对于一般的硅基器件的125℃，可高达175℃，目前第三代功率半导体器件已经在智能电网、轨道交通、新能源并网中得到应用。

2、对于大功率sic二极管而言，在应用过程中，为了保证器件的安全、高效率使用，必须在功率定额和最高结温之间做一个合理的折中选择，如果功率定额过高，则会导致器件工作不稳定，因结温过高而烧毁，如果功率定额过低，则器件结温也会偏低，这样固然安全，但不能发挥器件的最佳性能，造成资源浪费。

技术实现思路

1、本发明的提供了一种sic功率器件降额曲线测试方法及相关设备，以解决现有技术中大功率sic二极管器件使用不安全的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种sic功率器件降额曲线测试方法，包括：

4、获取器件k特性曲线，根据器件k特性曲线测试器件的稳态热阻，根据稳态热阻绘制功率降额曲线；

5、设定多个不同的正向电流，根据功率降额曲线获取器件在最大结温条件下不同正向电流的正向导通电压；

6、根据多个不同正向电流和正向导通电压获取器件最大结温时器件的开启电压和正向导通电阻；

7、根据功率降额曲线获取器件不同壳温下的功率点；

8、根据开启电压、正向导通电阻和不同壳温下的功率点获得在不同壳温功率点下的电流，根据不同壳温功率点下的电流绘制电流降额曲线。

9、优选地，所述器件k特性曲线通过油浴法获得。

10、优选地，所述稳态热阻通过以下公式获取：

11、

12、其中tj为器件结温，tc为器件壳温，p耗散功率，rthjc为器件结到壳的稳态热阻。

13、优选地，所述开启电压和正向导通电阻的计算方法为，分别采用如下公式计算不同正向电流条件下的开启电压和正向导通电阻，然后根据多个含开启电压和正向导通电阻的公式，获得开启电压和正向导通电阻：

14、vft＝vt+if×rt

15、其中，vt为开启电压，if为正向电流，rt为正向导通电阻，vft为正向导通电压。

16、优选地，所述正向导通电压通过计算功率降额曲线的斜率以及设定的不同正向电流获得。

17、优选地，所述不同壳温下的功率点直接从功率降额曲线上读取。

18、优选地，所述不同壳温功率点下的电流计算方法为：

19、

20、其中，p为不同壳温下的功率，vt为开启电压，rt为正向导通电阻。

21、一种sic功率器件降额曲线测试系统，包括：

22、绘制模块：用于获取器件k特性曲线，根据器件k特性曲线测试器件的稳态热阻，根据稳态热阻绘制功率降额曲线；

23、电压获取模块：用于设定多个不同的正向电流，根据功率降额曲线获取器件在最大结温条件下不同正向电流的正向导通电压；

24、数据获取模块：再根据多个不同正向电流和正向导通电压获取器件最大结温时器件的开启电压和正向导通电阻；

25、功率获取模块：根据功率降额曲线获取器件不同壳温下的功率点；

26、电流曲线获取模块：用于根据开启电压、正向导通电阻和不同壳温下的功率点获得在不同壳温功率点下的电流，根据不同壳温功率点下的电流绘制电流降额曲线。

27、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种sic功率器件降额曲线测试方法的步骤。

28、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种sic功率器件降额曲线测试方法的步骤。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种sic功率器件降额曲线测试方法，首先获取器件k特性曲线，根据器件k特性曲线测试器件的稳态热阻，根据稳态热阻绘制功率降额曲线，再设定多个不同的正向电流，根据功率降额曲线获取器件在最大结温条件下不同正向电流的正向导通电压，根据多个不同正向电流和正向导通电压获取器件最大结温时器件的开启电压和正向导通电阻，根据功率降额曲线获取器件不同壳温下的功率点，根据开启电压、正向导通电阻和不同壳温下的功率点获得在不同壳温功率点下的电流，根据不同壳温功率点下的电流绘制电流降额曲线，根据电流降额曲线可以在功率定额和最高结温之间做一个合理的折中选择，提高了器件的使用安全性以及器件使用的效率。

技术特征：

1.一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，所述器件k特性曲线通过油浴法获得。

3.根据权利要求1所述的一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，所述稳态热阻通过以下公式获取：

4.根据权利要求1所述的一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，所述开启电压和正向导通电阻的计算方法为，分别采用如下公式计算不同正向电流条件下的开启电压和正向导通电阻，然后根据多个含开启电压和正向导通电阻的公式，获得开启电压和正向导通电阻：

5.根据权利要求1所述的一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，所述正向导通电压通过计算功率降额曲线的斜率以及设定的不同正向电流获得。

6.根据权利要求1所述的一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，所述不同壳温下的功率点直接从功率降额曲线上读取。

7.根据权利要求1所述的一种sic功率器件降额曲线测试方法，其特征在于，所述不同壳温功率点下的电流计算方法为：

8.一种sic功率器件降额曲线测试系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种sic功率器件降额曲线测试方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种sic功率器件降额曲线测试方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种SiC功率器件降额曲线测试方法及相关设备，首先获取器件K特性曲线，根据器件K特性曲线测试器件的稳态热阻，根据稳态热阻绘制功率降额曲线，再设定多个不同的正向电流，根据功率降额曲线获取器件在最大结温条件下不同正向电流的正向导通电压，根据多个不同正向电流和正向导通电压获取器件最大结温时器件的开启电压和正向导通电阻，根据功率降额曲线获取器件不同壳温下的功率点，根据开启电压、正向导通电阻和不同壳温下的功率点获得在不同壳温功率点下的电流，根据不同壳温功率点下的电流绘制电流降额曲线，根据电流降额曲线可以在功率定额和最高结温之间做一个合理的折中选择，提高了器件的使用安全性以及器件使用的效率。

技术研发人员：贾宁刚,赵琬婷,杨董,石锋,孙世龙,刘子杨,杨欢,符晓宏,姜莉,张轩
受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5