大功率半导体分立器件脉冲式测试技术的硬件实现

摘要

大功率半导体分立器件的部分性能指标测试一般是在大电流条件下进行的，并且器件在测试时不可能像在实际应用中一样加散热装置，所以连续对被测器件施加大电流，会造成器件结温的上升进而影响测试精度。
　　本文提出的脉冲测试方法，可以有效的解决这个问题。脉冲测试，即施加脉冲式的电流或电压，并且对脉冲式的电压或电流响应进行检测，从而测得器件的性能参数。脉冲测试的优点是，可以降低被测器件的结温进而提高测试精度，保护被测器件。
　　然而脉冲测试的实现，主要有两个难点。第一个难点就是脉冲电流源和脉冲电压源的设计，要设计出脉冲宽度、占空比、脉冲幅度可控，并且可以稳定工作的脉冲激励电路，相比直流激励电路的设计有更大的难度。另一个难点，是对器件的脉冲电压或脉冲电流响应进行精确快速的测量，相比对直流量的测量有更大的难度，尤其是AD转换芯片的FPGA控制逻辑的设计以及相应驱动程序的开发。
　　本文克服了上述两个难点，设计出了符合要求的脉冲激励，实现了对脉冲量的检测。最终通过具体实际器件的测试实验，证明本设计实现了对大功率半导体分立器件部分性能指标的测试。

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第一章绪论

1.1课题背景

1.2研究设计半导体分立器件测试仪的意义

1.3课题来源及研究内容

第二章方案设计及原理分析

2.1分立器件测试仪总体介绍

2.2 PIB板的功能及其指标要求

2.3脉冲测试与直流连续测试的优缺点对比

2.4 PIB板总体方案介绍

2.5工作原理分析

2.6小结

第三章硬件电路设计

3.1脉冲电流与脉冲电压产生电路设计

3.2脉冲检测电路设计

3.3功率放大电路设计

3.4峰值检测电路设计

3.5 DA转换电路设计

3.6 AD转化电路设计

3.7小结

第四章FPGA控制电路设计

4.1 FPGA控制电路的硬件设计

4.2控制逻辑设计

4.3小结

第五章驱动程序设计

5.1 I/O接口程序设计

5.2驱动程序设计

5.3小结

第六章单板实验与实际器件测试实验

6.1 PIB板的单板实验

6.2实际器件参数指标的测试实验

6.3小结

第七章结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果