本技術涉及電力電子，尤其涉及一種功率半導體器件門極觸發(fā)特性的檢測電路。

背景技術：

1、功率半導體器件，又稱電力電子器件或功率電子器件，是電子產(chǎn)業(yè)鏈中最核心的器件之一。功率半導體器件能夠實現(xiàn)電能轉換和電路控制，在電路中主要起著功率轉換、功率放大、功率開關、線路保護、逆變(直流轉交流)和整流(交流轉直流)等作用。

2、晶閘管具有高效性、靈活性、可靠性，能承受很高的電壓等級等優(yōu)點，因此，晶閘管作為高壓開關類器件在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用。門極觸發(fā)特性是晶閘管器件重要特性之一，較小的門極觸發(fā)電流意味著更簡單的門極驅動電路，更低的成本，但是魯棒性差，可能會引起誤觸發(fā)的問題；較大的門極觸發(fā)電流往往需要更復雜、功率更大的門極驅動電路，成本也更高。因此，準確評估晶閘管器件的門極觸發(fā)特性對于器件的性能評估及應用至關重要。

3、目前常用的門極觸發(fā)特性檢測電路通常參考標準《gb/t?15291-2015半導體器件第6部分：晶閘管》中9.1.7節(jié)的測試電路原理圖進行設計，如圖1所示。其中，t為被測器件；g為電壓發(fā)生器，r1為電阻，電壓發(fā)生器g和電阻r1共同決定器件的通態(tài)電流；a1為電流表，作為通態(tài)電流采樣單元，用于判定被測器件的導通情況；v為電壓表，a2為電流表，電壓表v和電流表a2分別為測量門極觸發(fā)電壓和門極觸發(fā)電流的電采樣單元；u為門極觸發(fā)裝置，通常采用可調電流源，用于為被測器件提供門極觸發(fā)電流。

4、由此，現(xiàn)有技術的晶閘管器件門極觸發(fā)特性的檢測電路，采用單一電流源進行門極觸發(fā)電壓及門極觸發(fā)電流的采集，容易因實測過程中信號突變造成采樣誤差較大。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種功率半導體器件門極觸發(fā)特性的檢測電路，以期至少部分地解決上述技術問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種功率半導體器件門極觸發(fā)特性的檢測電路，包括被測功率半導體器件、陽陰極導通發(fā)生器、導通狀態(tài)檢測裝置、門極觸發(fā)發(fā)生器和觸發(fā)狀態(tài)檢測裝置，其中，所述陽陰極導通發(fā)生器包括在所述被測功率半導體器件的陽極和陰極之間串聯(lián)連接的一第一電壓源和一電阻器；所述導通狀態(tài)檢測裝置包括一第一電壓表和/或一第一電流表，用于對所述被測功率半導體器件的導通狀態(tài)進行檢測；所述門極觸發(fā)發(fā)生器包括在所述被測功率半導體器件的門極和陰極之間并聯(lián)連接的一第二電壓源和一電流源；所述觸發(fā)狀態(tài)檢測裝置包括一第二電壓表和一第二電流表，用于對所述被測功率半導體器件的門極觸發(fā)特性進行檢測。

3、可選地，所述門極觸發(fā)特性包括門極觸發(fā)電流和門極觸發(fā)電壓。

4、可選地，所述檢測電路還包括切換開關，用于在所述第二電壓源和所述電流源之間進行選擇切換，以分別實現(xiàn)門極觸發(fā)電壓和門極觸發(fā)電流的檢測。

5、可選地，所述門極觸發(fā)發(fā)生器為一體化電源。

6、可選地，所述一體化電源具有恒壓輸出模式和恒流輸出模式；所述一體化電源根據(jù)所檢測的門極觸發(fā)特性選擇恒壓輸出模式或恒流輸出模式。

7、可選地，所述檢測電路還包括門極接地電阻，所述門極接地電阻連接在所述被測功率半導體器件的門極和陰極之間。

8、可選地，所述被測功率半導體器件是晶閘管。

9、可選地，所述晶閘管是gct、gto、igct中的任意一種。

10、由此，本實用新型的功率半導體器件門極觸發(fā)特性的檢測電路相對于現(xiàn)有技術，至少具備如下有益效果之一：

11、本實用新型通過控制門極觸發(fā)裝置的電壓源模式和電流源模式，分別實現(xiàn)門極觸發(fā)電壓和門極觸發(fā)電流的檢測，可以實現(xiàn)門極觸發(fā)特性的連續(xù)、高準確度表征，避免了采用單一電流源或電壓源進行電流、電壓采集時，信號突變造成采樣誤差較大的問題。

12、此外，本實用新型的檢測電路具有較高的靈活性與便捷性，電路成本較低，可控性較強。

技術特征：

1.一種功率半導體器件門極觸發(fā)特性的檢測電路，其特征在于，包括被測功率半導體器件、陽陰極導通發(fā)生器、導通狀態(tài)檢測裝置、門極觸發(fā)發(fā)生器和觸發(fā)狀態(tài)檢測裝置，其中，所述陽陰極導通發(fā)生器包括在所述被測功率半導體器件的陽極和陰極之間串聯(lián)連接的一第一電壓源和一電阻器；所述導通狀態(tài)檢測裝置包括一第一電壓表和/或一第一電流表，用于對所述被測功率半導體器件的導通狀態(tài)進行檢測；所述門極觸發(fā)發(fā)生器包括在所述被測功率半導體器件的門極和陰極之間并聯(lián)連接的一第二電壓源和一電流源；所述觸發(fā)狀態(tài)檢測裝置包括一第二電壓表和一第二電流表，用于對所述被測功率半導體器件的門極觸發(fā)特性進行檢測。

2.根據(jù)權利要求1所述的檢測電路，其特征在于，所述門極觸發(fā)特性包括門極觸發(fā)電流和門極觸發(fā)電壓。

3.根據(jù)權利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述檢測電路還包括切換開關，用于在所述第二電壓源和所述電流源之間進行選擇切換，以分別實現(xiàn)門極觸發(fā)電壓和門極觸發(fā)電流的檢測。

4.根據(jù)權利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述門極觸發(fā)發(fā)生器為一體化電源。

5.根據(jù)權利要求4所述的檢測電路，其特征在于，所述一體化電源具有恒壓輸出模式和恒流輸出模式；所述一體化電源根據(jù)所檢測的門極觸發(fā)特性選擇恒壓輸出模式或恒流輸出模式。

6.根據(jù)權利要求1所述的檢測電路，其特征在于，所述檢測電路還包括門極接地電阻，所述門極接地電阻連接在所述被測功率半導體器件的門極和陰極之間。

7.根據(jù)權利要求1所述的檢測電路，其特征在于，所述被測功率半導體器件是晶閘管。

8.根據(jù)權利要求7所述的檢測電路，其特征在于，所述晶閘管是gct、gto、igct中的任意一種。

技術總結
一種功率半導體器件門極觸發(fā)特性的檢測電路，包括被測功率半導體器件、陽陰極導通發(fā)生器、導通狀態(tài)檢測裝置、門極觸發(fā)發(fā)生器和觸發(fā)狀態(tài)檢測裝置。本技術通過控制門極觸發(fā)裝置的電壓源模式和電流源模式，分別實現(xiàn)門極觸發(fā)電壓和門極觸發(fā)電流的檢測，可以實現(xiàn)門極觸發(fā)特性的連續(xù)、高準確度表征，避免了采用單一電流源或電壓源進行電流、電壓采集時，信號突變造成采樣誤差較大的問題。

技術研發(fā)人員：杜玉杰,代安琪,于克凡,魏曉光,劉鑒輝,李玲,唐新靈,王靖飛,林仲康,王亮
受保護的技術使用者：北京懷柔實驗室
技術研發(fā)日：20240614
技術公布日：2025/5/19