【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，具体的说，涉及一种空间辐照环境下sic mosfet器件阈值电压在线采集装置。
技术介绍
1、与si芯片相比，sic芯片可以用更小的体积实现更高耐压、更低损耗，从而给牵引变流系统和电力传输系统的研发设计带来更多便利。此外，更低的输出电容和栅电荷带来高开关速度、低开关损耗、高开关频率的特点，可以提高电源模块的功率密度和效率。
2、另外，由于禁带宽度远大于si，sic芯片具有理论上更好的抗辐射能力。但是，sic功率器件在辐射环境下的应用处于发展初期，在空间环境中可靠性的测试方法仍然有待提出和改善。这其中最重要的限制因素之一是常用的测试手段通常是离线的，测试通常需要打断老化过程，这影响了测试结果的准确性。
3、目前对辐照等极端环境中实现阈值电压在线监控方式较匮乏，主要关注的是在高温环境下进行器件栅极偏置实验时进行的阈值电压测试，其中主要的方式是对高温偏置条件下的sic mosfet器件通过直接控制信号转换测量的方法进行阈值电压测试；或者采用收集器件漏电流变换曲线，根据曲线提取计算阈值电压值。其中，通过控制电路来进行阈值电压测试的方式，控制以及测量电路在辐照极端环境中的可靠性不可控制，这会直接影响测试结果，而曲线提取通过已知的曲线确定降低了阈值电压可信度。
4、在太空等辐照极端环境中，sic mosfet器件的阈值电压会发生相应的漂移现象。由于在极端工作环境下，对器件的阈值电压测量比较困难，而辐照等极端环境对mosfet的阈值电压影响又是影响器件正常工作的重要因素，受限于环境
技术实现思路
1、 针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种空间辐照环境下sic mosfet器件阈值电压在线采集装置；本专利技术提出的阈值电压测量不依赖于控制电路，并且将测试样品信号与测试电路隔离，进一步保证了阈值电压监测的准确性。本专利技术信号控制简单，无额外控制电路，可以在辐照等极端环境条件下完成在线阈值电压的监测，并且可以用配备的机械封装进行组装，便于应用。
2、本专利技术的技术方案具体介绍如下。
3、一种空间辐照环境下sic mosfet器件阈值电压在线采集装置，其包括电源模块、样
4、品试验模块、阈值电压监测模块和数据处理模块；其中：
5、电源模块，用于完成mosfet器件的试验偏置电压以及阈值电压测试电压设置；
6、样品试验模块，用于实现mosfet器件实验的辐射环境，完成样品和测试电路的隔离；
7、阈值电压监测模块，分为两部分，电压信号采集和开关信号控制，电压信号采集部分采集mosfet器件的栅极、漏极信号，开关信号控制部分控制接入电压信号采集部分的电源连接方式以决定样品的试验和阈值电压的监测；
8、数据处理模块，由上位机完成数据的处理和存储；
9、工作时，样品试验模块实现器件实验的辐照环境条件，并与阈值电压监测模块连接，保证器件试验过程中的信号能被监测及采样；电源模块通过外接电源信号向电压信号采集部分接入试验应用的工作和测试电压，电压信号采集部分通过开关信号控制部分完成阈值电压的监测工作；最终得到的监测数据由数据处理模块完成数据的计算整理和存储任务。
10、本专利技术中，阈值电压监测模块包括电源输入接口、电压信号采集接口、开关信号控制接口和mosfet待试验器件样品，电源信号和开关信号由总线路接入后分别经电源输入接口、开关信号控制接口引出，保证所有器件的试验及采集开关动作一致，mosfet待试验器件样品栅极和漏极各串进一组保险丝和无感电阻，电压信号采集接口分别在栅极无感电阻和漏极无感电阻两端设置以进行电压采集。
11、本专利技术中，电源输入接口的两组电压输入分别是：vg和vds，当进行栅极偏置试验时，偏置电压通过vg电压接口接入电压信号采集部分，偏置电压设置根据实际试验条件调整，对于不同的试验器件型号，调整vds电压输入来对应不同的样品。
12、本专利技术中，开关信号控制接口共有两个开关：k1和k2，以及一个开关控制信号：s1；s1有两个状态：状态一和状态二；工作时，电源模块的电源信号接入，通过开关控制信号s1进行阈值电压监测的数据采样控制，其中，当开关控制信号s1为状态一时，k1控制vg电源与器件栅极的连接，并控制k2保持器件漏极与源极的连接，当s1信号为状态二时，k1控制vds电源与栅极的连接，并控制k2开关断开器件漏极与源极的连接。
13、本专利技术中，电压信号采集接口包括接口1、接口2 、接口3和接口4；接口1和接口2设置在栅极无感电阻两端，以进行被测器件栅极采样电阻电压和栅极电流的监测和采集，接口3和接口4设置在漏极无感电阻两端，以进行被测器件漏极采样电阻电压和漏极电流的监测和采集。
14、本专利技术中，其采用三层机械封装框架。
15、和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
16、本专利技术对样品器件的试验环境包含但不限于辐照条件下，可根据不同试验环境要求更换样品试验模块的工装夹具等硬件设备，即可完成不同条件下的试验需求；
17、本专利技术通过采集栅、漏采样电阻电压的方式采集阈值电压；阈值电压监测模块同时可监测栅极、漏极电流信号，并同时实时采集栅极、漏极电流信号；本专利技术中的阈值电压监测模块可通过一个控制信号同时完成阈值电压的试验与测试控制；
18、本专利技术无额外控制电路，不需要额外的控制电路板，使用控制信号直接接入测试电路即可完成测试采样，其使得阈值电压的测试简单，减少额外电路带来的其他寄生参数。
19、本专利技术可以通过直接更改不同的电源输入信号，进行不同的器件试验类型；
20、本专利技术的样品试验数量包含但不限于一定的器件数量，可以满足自定义样品数量的可靠性试验过程中的参数监测；
21、本专利技术的电源模块以及阈值电压监测模块的外接电源接入以及采集输出预留的接口设置为公共接口，可确保不同电压电流的输入输出接口要求；
22、本专利技术对监测系统配备可以多模块组合、拆卸的机械封装框架。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种空间辐照环境下SiC MOSFET器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，其包括电源模块、样品试验模块、阈值电压监测模块和数据处理模块；其中：
2.根据权利要求1所述的空间辐照环境下SiC MOSFET器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，阈值电压监测模块包括电源输入接口、电压信号采集接口、开关信号控制接口和MOSFET待试验器件样品，电源信号和开关信号由总线路接入后分别经电源输入接口、开关信号控制接口引出，保证所有器件的试验及采集开关动作一致，MOSFET待试验器件样品栅极和漏极各串进一组保险丝和无感电阻，电压信号采集接口分别在栅极无感电阻和漏极无感电阻两端设置以进行电压采集。
3.根据权利要求2所述的空间辐照环境下SiC MOSFET器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，电源输入接口的两组电压输入分别是：Vg和Vds，当进行栅极偏置试验时，偏置电压通过Vg电压接口接入电压信号采集部分，偏置电压设置根据实际试验条件调整，对于不同的试验器件型号，调整Vds电压输入来对应不同的样品。
4.根据权利要求3所述的空间辐照环境下SiC MOSFE
5.根据权利要求2所述的空间辐照环境下SiC MOSFET器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，电压信号采集接口包括接口1、接口2 、接口3和接口4；接口1和接口2设置在栅极无感电阻两端，以进行被测器件栅极采样电阻电压和栅极电流的监测和采集，接口3和接口4设置在漏极无感电阻两端，以进行被测器件漏极采样电阻电压和漏极电流的监测和采集。
6.根据权利要求1所述的空间辐照环境下SiC MOSFET器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，其采用三层机械封装框架。
...【技术特征摘要】
1.一种空间辐照环境下sic mosfet器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，其包括电源模块、样品试验模块、阈值电压监测模块和数据处理模块；其中：
2.根据权利要求1所述的空间辐照环境下sic mosfet器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，阈值电压监测模块包括电源输入接口、电压信号采集接口、开关信号控制接口和mosfet待试验器件样品，电源信号和开关信号由总线路接入后分别经电源输入接口、开关信号控制接口引出，保证所有器件的试验及采集开关动作一致，mosfet待试验器件样品栅极和漏极各串进一组保险丝和无感电阻，电压信号采集接口分别在栅极无感电阻和漏极无感电阻两端设置以进行电压采集。
3.根据权利要求2所述的空间辐照环境下sic mosfet器件阈值电压在线采集装置，其特征在于，电源输入接口的两组电压输入分别是：vg和vds，当进行栅极偏置试验时，偏置电压通过vg电压接口接入电压信号采集部分，偏置电压设置根据实际试验条件调整，对于不同的试验器件型号，调整vds电压输入来对应不同的样品。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗涛，侯欣蓝，罗润鼎，项载满，王学良，樊嘉杰，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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