基于ATE的UIS和Rdson联合测试电路和测试方法

本发明涉及集成电路测试，具体涉及一种基于ate的uis和rdson联合测试电路和测试方法。

背景技术：

1、随着电力电子技术的不断发展，尤其是在现代电力电子电路频率逐渐提高的背景下，功率开关器件所面临的工作环境变得愈发复杂和严峻。在高频工作条件下，功率开关器件需要承受更高的电压和电流变化率，这对器件的可靠性和性能提出了更高要求。特别是在实际应用中，负载通常包括螺线管、电机等具有显著感性特性的负载，以及由于电路设计不当、系统布线复杂等原因引入的额外杂散电感。这些因素会在开关过程中导致电压过冲或振铃现象，从而使得器件两端的电压瞬时超过其额定工作电压范围，可能导致器件损坏并最终引发电力电子系统的故障。

2、为了深入了解功率开关器件在这种复杂工作环境中的表现，科研人员设计了多种测试方法，其中uis(非钳位感性负载开关)测试便是最为重要的一种。uis测试可以用来评估功率开关器件在遭遇高电压、电流冲击时的耐受能力，尤其是对器件发生雪崩击穿时的能量承受能力。这项测试不仅对于评估器件的稳定性至关重要，还能够为器件的设计提供有价值的数据，帮助工程师优化器件的性能，提高其在恶劣工作环境下的可靠性。此外，功率开关器件的rdson(导通电阻)测试也是评价其性能的一个重要指标。rdson是指器件在导通状态下，漏极到源极之间的电阻值，它直接影响到功率损耗的大小。功率开关器件的传导损耗通常与rdson值密切相关，因为导通电阻越大，器件在导通时产生的功率损耗就越大，从而影响系统的整体效率。因此，准确测量雪崩击穿能量rdson值对功率开关器件的设计和应用具有重要意义。

3、现有的测试方案大多是针对单一参数的测试，无法在同一测试过程中同时获取两个参数。然而，在实际应用中，开关功率器件往往需要同时承受高电压冲击和较高的导通电阻，因此对uis和rdson的测试需求是同步的，通过现有的测试方案分别单独的进行uis和rdson测试，测试效率低。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于ate的uis和rdson联合测试电路和测试方法，解决了现有的测试方案测试效率低的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、第一方面，本发明提高一种基于ate的uis和rdson联合测试电路，包括：ate、发生电路、放大电路和比较电路；其中，所述发生电路、放大电路和比较电路中的电源通过ate提供；

6、其中，所述发生电路包括第一高速开关组、第二高速开关组、空心电感、检流电阻和第一二极管，

7、所述第一高速开关组第一端与待测功率开关器件的控制端连接；

8、所述待测功率开关器件的第一端经由空心电感与第二高速开关组第一端连接，所述第二高速开关组第二端经由检流电阻与所述待测功率开关器件的第二端连接；

9、所述第一二极管的阳极连接在检流电阻和第二高速开关组的公共端上，阴极连接在空心电感与所述第二高速开关组的公共端上；

10、所述放大电路的两个输入端连接在检流电阻的两端，输出端连接在比较电路的第一输入端上，比较电路的第二输入端连接参考电压；比较电路的第输出端与所述第二高速开关组的第三端连接；

11、所述第一高速开关组的第二端连接在比较电路和第二高速开关组的公共端上；

12、所述放大电路用于获取电路中的电流波形，并通过ate相关资源抓取，得到整个雪崩过程中峰值电流；所述比较电路用于检测电路中的峰值电流，当达到峰值电流时，比较电路输出负电压，控制第一高速开关组、第二高速开关组中的高速开关的断开，进而停止ate资源的电压供应，使待测功率开关器件进入关断状态，空心电感通过放电使待测功率开关器件进入雪崩击穿状态，雪崩击穿的全过程通过ate资源获取相关的测试数据和相关波形。

13、优选的，所述第一高速开关组包括第一开关管、第二开关管和第二电阻；

14、其中，所述第一开关管的第一端为第一高速开关组的第一端；第一开关管的栅极连接第二开关管的第一端，第二开关管的第二端为第一高速开关组的第二端；第二电阻的两端分别连接在第一开关管的第二端和栅极上；

15、第一开关管的第二端连接ate提供的电源；第二开关管的第二端接地或低电压。

16、优选的，所述第一开关管为pmos，第二开关管为nmos，其中，pmos、nmos的第一端为漏极，第二端为源极；

17、或者，所述第一开关管为p沟道的igbt，第二开关管为n沟道的igbt，其中，p沟道的igbt、n沟道的igbt的第一端为集电极，第二端为发射极。

18、优选的，所述第二高速开关组包括第三开关管、第四开关管和第三电阻；

19、其中，所述第三开关管的第一端为第二高速开关组的第一端；

20、第三开关管的栅极连接第四开关管的第一端，其公共端为第二高速开关组的第二端；

21、第四开关管的栅极为第一高速开关组的第三端；

22、第三电阻的两端分别连接在第三开关管的第二端和栅极上；

23、第三开关管的第二端连接ate提供的电源；第四开关管的第二端接地或低电压。

24、优选的，所述第三开关管为pmos，第四开关管为nmos，其中，pmos、nmos的第一端为漏极，第二端为源极；

25、或者，所述第三开关管为p沟道的igbt，第四开关管为n沟道的igbt，其中，p沟道的igbt、n沟道的igbt的第一端为集电极，第二端为发射极。

26、优选的，还包括补偿电路，所述补偿电路用于补偿放大电路中的偏移误差。

27、第二方面，本发明提供一种基于ate的uis和rdson联合测试方法，所述uis和rdson联合测试方法用于控制如上述所述的uis和rdson联合测试电路执行以下步骤：

28、使用ate机台提供测试电路所需的电源使器件导通，并根据待测功率开关器件的参数选择ate测试板卡资源；

29、使用电源对空心电感进行充电，使其达到测试的峰值电流；

30、使用检流电阻和放大电路监测电路中的电流大小；

31、使用比较电路监测测试中的峰值电流；

32、当比较器输出负电压时，停止电源的供应和控制待测功率开关器件的关断；

33、使用空心电感进行放电，使待测功率开关器件进入雪崩状态；

34、使用ate机台收取测试数据和波形。

35、优选的，在执行使用检流电阻和放大电路监测电路中的电流大小时，所述uis和rdson联合测试方法还包括：通过一个补偿电路对放大电路进行实时补偿。

36、优选的，所述当比较器输出负电压时，停止电源的供应和控制待测功率开关器件的关断，包括：

37、检测比较器的输出电压，当比较器输出负电压时，控制待测器件栅极电压和空心电感充电电压的高速开关断开，电压停止供电，待测器件进入关断状态。

38、优选的，ate测试板卡资源包括待测功率开关器件所需的开启栅极电压、空心电感充电电压、比较器和放大器的电源电压的大小。

39、(三)有益效果

40、本发明提供了一种基于ate的uis和rdson联合测试电路和测试方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

41、本发明使用检流电阻、放大电路和比较电路，完成对电路中电流波形的替代和监测，并编写相关程序，在ate机台实现对测试电路电源的控制和相关数据、波形的收取，准确得到雪崩能量的大小和rdson测试值，从而减小测试项的编写数量和测试时间的减少，提高测试效率，降低测试成本。